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Abstract
El aumento de la población actual implica un incremento en la demanda de agua, lo que conlleva la necesidad de reutilizar el agua. La regeneración del agua de salida de una Estación de Depuración de Aguas Residuales (EDAR) tiene lugar en la Estación Regeneradora de Aguas Residuales (ERAR). Es el Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, el que establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. El tratamiento convencional al que se suele someter a las aguas para regenerarlas es el de precipitación química y desinfección. La precipitación química, consiste en una coagulación, floculación y decantación, y tiene como objetivo la eliminación de los sólidos en suspensión presentes, la reducción de la turbidez y el color, llevando a cabo la clarificación del agua. Dicho proceso debe ser capaz de mejorar las características del agua pero teniendo en cuenta que los costes deben poder ser asumibles por los posibles usuarios de este agua regenerada. En este proyecto se lleva a cabo un análisis de la repercusión que tiene la utilización de diferentes coagulantes comerciales sobre la calidad del agua tratada y sobre los costes de tratamiento. En el presente proyecto se analizan cinco coagulantes distintos, dos de ellos basados en sales de aluminio como son el SAF 560 (sulfato de aluminio) y el PAC (policloruro de aluminio), otro coagulante de sales de hierro como es el FeCl3 (cloruro de hierro), y el SAF 05670 (Al y Fe) basado tanto en sales de aluminio como de hierro. Así mismo también se analiza la efectividad de un coagulante fabricado a partir de un residuo del anodizado del aluminio (SAF 056), lo que justificaría su valorización. Para cada uno de estos coagulantes se determinan variables de operación como dosis de coagulante y pH óptimo de trabajo mediante la utilización del equipo de laboratorio jar-test, midiendo en cada caso la repercusión que tienen en parámetros como: turbidez, sólidos en suspensión, presencia de metales tanto en las aguas clarificadas como en los fangos (Al, Fe, Sn, Ni, B, Si, Ca, Mg, etc.), índice volumétrico de fangos (IVL), V30, velocidad de sedimentación, humedad de fangos y costes asociados. En primer lugar, se puso en marcha una planta piloto en el laboratorio para producir un agua sintética similar a un agua residual real de salida de una EDAR. A partir de ésta se optimiza el tratamiento de coagulación – floculación. Se obtiene que el coagulante más efectivo es el FeCL3 con una dosis de 15 mg/l y un pH 7. También se determina cual es el acondicionante del pH más efectivo (Ca(OH)2) y se obtienen una serie de valores sobre los parámetros estudiados como son la eliminación de turbidez y de sólidos en suspensión, el V30, el IVL y la velocidad de sedimentación. A continuación, el estudio se complementa con un dimensionamiento de las instalaciones, a escala real, necesarias para llevar a cabo el proceso de regeneración del agua. Finalmente se realiza un estudio económico para analizar los costes derivados del coagulante y del acondicionante seleccionados, así como los procedentes de la gestión de los fangos resultantes del proceso de regeneración del agua. Resultando la gestión de los fangos la que supone un mayor coste económico siendo posible la reducción del mismo con una mayor inversión inicial en las instalaciones. Morales Gonzalo, María; Ormad Melero, María Peña
Full text
ProyectoFindeCarrera APLICACIÓNDEPROCESOSDECOAGULACIÓN FLOCULACIÓNENLAREGENERACIÓNDE AGUASDEPURADAS Realizadopor: MaríaMoralesGonzalo Directora:MªPeñaOrmadMelero IngenieríaQuímica. DepartamentodeIngenieríaQuímicayTecnologíasdelMedioAmbiente CentroPolitécnicoSuperior.UniversidaddeZaragoza Septiembre2010
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3 AGRADECIMIENTOS Megustaríadarlasgraciasa… Amispadresporsucariño,confianzayapoyoincondicional. AJoséporsupacienciaycomprensiónentodoslosaspectosdesdeelprimer momento. APeñaporhabermedadolaoportunidadderealizaresteproyectoyporsuayuday disposición. Alasempresasquehancolaboradoconlaproporcióndecoagulantesdeforma altruista,paraqueesteproyectofuerallevadoacabo. ANatiporsucolaboracióneneldíaadía. Amiscompañerosdelaboratorioportodasuayudayapoyo. AlaSecretaríadeEstadodeUniversidadeInvestigacióndelMinisteriodeCienciae Innovación,alaDiputaciónGeneraldeAragónyalaFundaciónCaixaCatalunyaporla financiacióndeestainvestigaciónatravésdelproyecto"Regeneracióndeaguas depuradasmedianteprocesosdeoxidaciónavanzada(CTM2008‐01876/TECNO)".
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5 APLICACIÓNDEPROCESOSCOAGULACIÓNFLOCULACIÓNENLAREGENERACIÓNDE AGUASDEPURADAS RESUMEN Elaumentodelapoblaciónactualimplicaunincrementoenlademandadeagua,lo queconllevalanecesidaddereutilizarelagua.Laregeneracióndelaguadesalidadeuna EstacióndeDepuracióndeAguasResiduales(EDAR)tienelugarenlaEstaciónRegeneradora deAguasResiduales(ERAR).EselRealDecreto1620/2007,de7dediciembre,elqueestablece elrégimenjurídicodelareutilizacióndelasaguasdepuradas. Eltratamientoconvencionalalquesesuelesometeralasaguaspararegenerarlasesel deprecipitaciónquímicaydesinfección.Laprecipitaciónquímica,consisteenunacoagulación, floculaciónydecantación,ytienecomoobjetivolaeliminacióndelossólidosensuspensión presentes,lareduccióndelaturbidezyelcolor,llevandoacabolaclarificacióndelagua.Dicho procesodebesercapazdemejorarlascaracterísticasdelaguaperoteniendoencuentaque loscostesdebenpoderserasumiblesporlosposiblesusuariosdeesteaguaregenerada. Enesteproyectosellevaacabounanálisisdelarepercusiónquetienelautilizaciónde diferentescoagulantescomercialessobrelacalidaddelaguatratadaysobreloscostesde tratamiento.Enelpresenteproyectoseanalizancincocoagulantesdistintos,dosdeellos basadosensalesdealuminiocomosonelSAF560(sulfatodealuminio)yelPAC(policloruro dealuminio),otrocoagulantedesalesdehierrocomoeselFeCl3(clorurodehierro),yelSAF 05670(AlyFe)basadotantoensalesdealuminiocomodehierro.Asímismotambiénse analizalaefectividaddeuncoagulantefabricadoapartirdeunresiduodelanodizadodel aluminio(SAF056),loquejustificaríasuvalorización. Paracadaunodeestoscoagulantessedeterminanvariablesdeoperacióncomodosis decoagulanteypHóptimodetrabajomediantelautilizacióndelequipodelaboratoriojartest,midiendoencadacasolarepercusiónquetienenenparámetroscomo:turbidez,sólidos ensuspensión,presenciademetalestantoenlasaguasclarificadascomoenlosfangos(Al,Fe, Sn,Ni,B,Si,Ca,Mg,etc.),índicevolumétricodefangos(IVL),V30,velocidaddesedimentación, humedaddefangosycostesasociados. Enprimerlugar,sepusoenmarchaunaplantapilotoenellaboratorioparaproducir unaguasintéticasimilaraunaguaresidualrealdesalidadeunaEDAR.Apartirdeéstase optimizaeltratamientodecoagulación–floculación.Seobtienequeelcoagulantemás efectivoeselFeCL3conunadosisde15mg/lyunpH7.Tambiénsedeterminacualesel acondicionantedelpHmásefectivo(Ca(OH)2)yseobtienenunaseriedevaloressobrelos parámetrosestudiadoscomosonlaeliminacióndeturbidezydesólidosensuspensión,elV30, elIVLylavelocidaddesedimentación. Acontinuación,elestudiosecomplementaconundimensionamientodelas instalaciones,aescalareal,necesariasparallevaracaboelprocesoderegeneracióndelagua. Finalmenteserealizaunestudioeconómicoparaanalizarloscostesderivadosdel coagulanteydelacondicionanteseleccionados,asícomolosprocedentesdelagestióndelos fangosresultantesdelprocesoderegeneracióndelagua.Resultandolagestióndelosfangosla quesuponeunmayorcosteeconómicosiendoposiblelareduccióndelmismoconunamayor inversióninicialenlasinstalaciones.
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7 Índice 1.INTRODUCCIÓNYOBJETIVOS...............................................................................................9 2.REGENERACIÓNDELAGUA.................................................................................................13 2.1Marcolegislativo.........................................................................................................13 2.2Estaciónregeneradoradeaguasresiduales(ERAR)....................................................15 2.3Fundamentoteóricodelacoagulación‐floculación....................................................15 3.PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL...........................................................................................17 3.1Descripcióndelaplantapiloto.........................................................................................17 3.2Procedimientodecoagulación‐floculación.......................................................................18 3.2.1Equipos......................................................................................................................18 3.2.2Reactivos....................................................................................................................18 3.2.3Parámetrosindicadores.............................................................................................18 3.2.4Aplicacióndeltratamientodecoagulación–floculación..........................................19 3.2.5Condicionesdeoperación.........................................................................................21 4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN...........................................................................................23 4.1Análisisdelainfluenciadevariables................................................................................23 4.1.1Estudiodelainfluenciadeltipoydeladosisdecoagulante...................................23 4.1.2EstudiodelainfluenciadelpHenelrangoefectivodecadacoagulante.................23 4.2Estudiocomparativo.........................................................................................................31 4.2.1Estudiodeltipodecoagulante..................................................................................31 4.2.2EstudiocomparativodelosacondicionantesdelpH................................................34 4.3EstudiodelSAF056...........................................................................................................36 5.DIMENSIONAMIENTODEINSTALACIONES..............................................................................39 5.1Dimensionamientodelostanquescoagulación‐floculación..........................................39 5.2Dimensionamientodeldecantador..................................................................................40 6.ESTUDIOECONÓMICO............................................................................................................43 7.CONCLUSIONES.......................................................................................................................45 8.BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................................47
8 Anexos.........................................................................................................................................51 AnexoI:Fichastécnicasdeloscoagulantes................................................................................55 AnexoII:Resultadosdelaexperimentación...............................................................................61 Experimentosdeloscoagulantesdesechados.......................................................................61 Experimentosrealizadosaloscoagulantesescogidosenbúsquedadelrangodedosisóptimo ................................................................................................................................................65 ExperimentosenelrangoóptimodelSAF560.......................................................................68 ExperimentosenelrangoóptimodelSAF056.......................................................................71 ExperimentosenelrangoóptimodelSAF05670...................................................................75 ExperimentosenelrangoóptimodelPAC.............................................................................79 ExperimentosenelrangoóptimodelFeCl3...........................................................................82 AnexoIII:Representacionesdelosresultados...........................................................................89 AnexoIV:AnálisisdemetalesenelSAF056.............................................................................105 AnexoV:OrigendelSAF056.....................................................................................................109 AnexoVI:Mecanismodecoagulación......................................................................................117
1.INTRODUCCIÓNYOBJETIVOS 9 1. INTRODUCCIÓNYOBJETIVOS Larepercusiónsocialconrespectoalusodelaguahacambiadoenlosúltimosaños. Actualmentelapoblaciónmundialesconscientedequeelaguaesunbienescaso,yporlo tantomediantesureutilizaciónsepermiteelincrementoderecursosdisponiblesyseminimiza elimpactodesudisposiciónambiental.Elaumentodelapoblaciónimplicaunincrementoen lademandadeagua,loqueligadoaladisminuciónqueseestáproduciendoenlosrecursos hídricosprovocaunanecesidaddereutilizarelaguaantesdesuretornoalcaucehidráulico comounasoluciónparaaumentarlosrecursosexistentes. Lasaguasquesereutilizansonaguasqueyahansidosometidasauntratamientode depuraciónenlasEstacionesDepuradorasdeAguasResiduales(EDAR).Posteriormenteseles someteauntratamientoadicionalocomplementarioquepermiteadecuarsucalidadalusoal quevayaadestinarse.Estetratamientotienelugarenunasinstalacionesdenominadas EstacionesRegeneradorasdeAguasResiduales(ERAR),lacalidadfinaldelaguaregenerada debecumplirloestablecidoenelRealDecreto1620/2007,de7dediciembre,porelquese estableceelrégimenjurídicodelareutilizacióndelasaguasdepuradas(B.O.E.,2007).Enla figura1.1sepuedeobservarunesquemadeunaEstacióndeRegeneracióndeAguas. Figura1.1Esquemaderegeneracióndeaguasresiduales(Fuente:www.mma.es) Esimportantedistinguirentre reutilizaciónindirectaydirecta.Laprimerase presentaenlossistemasdeexplotación interioresenlosquelasaguasresidualesquese viertenenríosoembalses,sondiluidascon caudalescirculantesyparcialmentereutilizadas enzonasaguasabajo.Noocurrelomismoen zonascosterasdondelasaguasresidualesson vertidasalmaratravésdecaucessinposibilidad deaprovechamiento.Porloque,enlaszonas costerasyenzonasinterioresconproblemasde abastecimiento,esdondemásbeneficiose puedeobtenerdelareutilizacióndirectay planificadadeaguaresidual.Lafigura1.2 muestraloslugaresenlosqueexistenemplazamientosdereutilizacióndirectaenEspaña.No todosonbeneficios,laregeneracióntambiéntienesuslímites.Setienenquegarantizar caudalesmínimosenloscaucesdelosríos,losusuariosdebenaceptarlasituación,existen Figura1.2Emplazamientosplanificadosde reutilizaciónenEspañaenelaño2000 (Fuente:www.mma.es)
2.REGENERACIÓNDELAGUA 16 laformacióndelflóculo;aéstosselesllamafloculantes.Laseparaciónsólido‐líquido,del flóculoformadoydelagua,puedehacerseporfiltración,pordecantaciónoflotación,seguidas onodefiltración(Barrenechea,2000). Procesodecoagulación:Loscoagulantesmásutilizadossonsalesdealuminioode hierro. Sulfatodealuminio:Al2(SO4)3+3Ca(HCO3)2→3CaSO4+2Al(OH)3+6CO2 Sulfatodealuminio+cal:Al2(SO4)3+3Ca(OH)2→3CaSO4+2Al(OH)3 Sulfatodealuminio+sosacáustica:Al2(SO4)3+6NaOH→2Al(OH)3+3Na2SO4 Polímerosdealuminio:Enciertascondiciones,lassalesdealuminiopueden condensarse,llegandoaformarsepolímeroscapacesdecoagularyflocular,comopor ejemploelpoliclorurobásicodealuminio(PCBA). Cloruroférrico(líquido)2FeCl3+3Ca(HCO3)2→3CaCl2+2Fe(OH)3+6CO2 Cloruroférrico+cal:2FeCl3+3Ca(OH)2→3CaCl2+2Fe(OH)3 Alahoradelaeleccióndelcoagulantesedebentenerencuentalossiguientes factores:naturalezaycalidaddelaguabruta,variacióndelacalidaddelaguabruta,criteriosde calidadydestinodelaguatratada,tratamientoprevistodespuésdelacoagulación (coagulaciónsobrefiltro,decantación),gradodepurezadelreactivoydifusibilidad. Procesodefloculación:Elcoagulanteintroducidodalugaralaformacióndelflóculo, peroesnecesarioaumentarsuvolumensupesoysobretodosucohesión.Losfloculantesson losproductosdestinadosparaestefin.Lasíliceactivadafueelprimerfloculantequese empleó,ysiguesiendo,enlaactualidad,elquemejoresresultadospuededar.También existenfloculantesminerales(algunasarcillas,blancodeMeudonocarbonatocálcico precipitado,carbónactivoenpolvo,arenafina,kieselguhr)yorgánicos.
3. 3.1 D agua que s deI n com o deca n nece s activ a form a conti see x micr o clarif prep a 82/2 4 PROC E D escripci ó Paralar e desalidad s einstalóen n genieríaQ u o laquese n tador.Elr e s arioalas b a dos.Lasre a a genérica, c Mater i Elreacto nuaciónpas x traedel s o organismo s icadarebos a a raconagu a 4 3/CEE(C.O . E DIMI E ó ndela p e alizaciónd e edepurado ellaborato r u ímicayTe c puedever e e actortien e b acteriasen c a ccionesde c omosepue i aorgánica + resalimen t aaundeca n s istemays s adecuada a eneldeca n a destilada y . D.E.,1982). T E NTO p lantapil o e losexperi m ra.Consegu r iodelgrupo c nologíasde e nlafigura e unsistem a c argadasde oxidacióny deveracon + O 2+nutrie n t adopora g n tadordon d erecircula enél,apr o n tadoryse y losreactiv o T abla3.1Com p alimentala p Reacti Gluco Peptonad e Extractod e UreaCO( NaC CaCl2∙2 H MgSO4∙ 7 K2HP O Figura3.1 P 17 EXPE R o to m entosdere g irladiaria m deCalidad y lMedioam b 3.1.Lapla a deaireaci ó ladepurac i desíntesis tinuación: n tes→CO2+ g uaresidual d esesepara alreactor o ximadame n recogeenu o spresente s p osicióndelag p lantapilotod e vom sa e carne e carne NH2)2 l H 2O 7 H2O O 4 P lantapilotod e 3.PR O R IMEN g eneración d m enteespr á y Tratamien t b ienteuna p ntaconsta d ó nyagitaci ó i ón,además celularaeró NH3+célul a sintéticad e elfangobi o paraman t n teentre3 nagarrafa. E s enlatabla uasintéticaq u e lodosactivos g/Ldeagua 200 160 110 30 7 4 2 28 e lodosactivos O CEDIMIEN T TAL d elaguade p á cticamente t odeAguas d p lantapilot o d eunreact ó nquesum dehomog e bicassepu a s+otrospr o e caudalap r o lógicodela g t eneruna c .000‐3.5 0 E laguasint é 3.1obteni d u e T OEXPERIM E p uradasen e imposible, p d eldeparta m o delodosa orbiológic o inistraelo x e neizarlos f u edenexpre s o ductos r oximado1 g ua.Parted e c oncentraci ó 0 0mg/L.El é ticadetrab d osenlaDir E NTAL cesita p orlo m ento ctivos o yun x igeno f angos s arde l/h.A e este ó nde agua ajose ectiva
3.2 P seis p com o conc e Panr e emp r polic l (lasf estu d anod Seh inve s Mez a Coa g S A S A SAF P F met o P rocedim 3.2.1Eq u Seutiliza p alaslascua o deuncont r 3.2.2Re a Cal:Seu s e ntracióna p NaOH:El e ac,eselot r Coagulan r esas,sees t l orurodeal u ichastécnic a d ioseanali izadodelal u aestudiad o s tigadores( C a etal,2002; Lascarac t Tabl a g ulantes C A F560 A F056 05670 P AC F eCl3 3.2.3Pa r Latabla 3 o dologíaana ientode c u ipos unJar‐test, lestienenu n r oladortem p Fi g a ctivos s acalciohid p roximadad e hidróxido d r oreactivou tes:Trasun a t udianen e u minio,alse a sdetodos zalaefecti v u minio(SAF o elproces o C henetal, 2 Díazelal,2 t erísticasde a 3.2Caracterí s C onc.Al3+ (mg/l) C 55.588 43.729 30.176 90.000 ‐ r ámetrosi n 3 .3muestra líticaylains t c oagulaci ó delamarc a n avelocida d p oral. g ura3.2Jar‐t e deco a róxidonatu r e 0,03g/ml p d esodiode sadoparael a primerae v e steproyec t rloscoagul a loscoagula n v idaddeu n 056),ydel S o depreci p 2 010;Chen g 007). loscoagula n s ticasdelosci n C onc.Fe3+ (mg/l) ‐ ‐ 39.300 ‐ 137.000 n dicadores losparámet t rumentaci ó 18 ó n‐flocul a a SBS,enlo s d degiroco m e stutilizadoen a gulación‐flo c r al(Ca(OH) 2 p araelacon d concentraci acondicion a v aluaciónde t oelsulfat o a ntesmásut n tesseenc u n coagulant S AF05670 e p itaciónquí m g etal,200 8 n tesutilizad o n cocoagulant e Densidad (g/ml) 1,422 1,325 1,300 1,370 1,440 rosutilizad o ó nusada. 3.PR O a ción s experimen t m prendidae n losexperimen c ulación 2 ),delama r d icionamien t ó n0,1M,ta a mientodel varioscoag u o dealumin ilizados(Go n u entranen e efabricado e lcualseen c m ica,siguie 8 ;EPA,200 0 o ssemuest r e sutilizadosen Asp e Líq.Tran s Líq.denso a Líq.marrón Líq.denso a Líq.nara n o senlacara c O CEDIMIEN T t os(verfigu n tre10r.p. m tos r cacomerci a t odelpH. mbiéndel a pH. u lantesreci b io,elcloru r n zalezetal, 2 e lanexoI). A apartird e c uentraenf ndolasdir e 0 ; Illueca‐M r anenlatab laexperimen t e cto s parente a marillento congrumos a marillento n jaoscuro c terización d T OEXPERIM E ra3.2).Con s m .y275r.p. m a lPanreac, d a marcaco m b idospordi s r odehierr o 2 007;Kuan, A demás,par a e unresid u aseexperi m e ctricesde uñozetal, la3.2. t ación Metales peligroso s No Si No No No d elasmuest E NTAL s tade m .,así d euna m ercial s tintas o yel 2009) a este u odel m ental. otros 2008; s ras,la
3.PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL 19 Tabla3.3Parámetrosfísico‐químicosanalizadosenelaguaclarificada ParámetroInstrumentoMarcaModelo ErrorMétodo normalizado pHy temperaturapH‐metroCrisonGLP21 ≤0.02 pH ≤0,3ºC 4500‐HB Standard Methods TurbidimetríaTurbidímetroHannaLP2000 0,2 NTU ISO7027 Internacional Standards Sólidosen suspensión Fotómetro multiparámetro Hartch Lange DR 2800‐ 2540DStandard Methods Metales Ionizaciónenplasmade acoplamientoinductivo‐ espectrometríade masas ‐ ‐ 30%3120BStandard Methods 3.2.4Aplicacióndeltratamientodecoagulación–floculación Losparámetrosaevaluarcomoindicadoresdelacalidaddelaguaaregenerarson: turbidez,sólidosensuspensión,índicevolumétricodefangos(IVL),V30,velocidadde sedimentación,presenciademetales(Al,Fe,Sn,Ni,B,Si,Ca,Mg,etc.)tantoenlasaguas clarificadascomoenlosfangos,humedaddelosfangosycostesasociados.ElIVLylaV30 indicanelvolumendefangosdecantadosconrespectoalossólidosensuspensiónque inicialmentehayenelaguaatrataryelvolumendefangosconrespectoalvolumendeagua tratada,respectivamente.NoseconoceunrangoóptimoenelqueelIVLseconsidere adecuadoparaestetipodeaguasyadepuradas,porloqueenesteestudioseconsiderala diferenciaobtenidaentrelosdistintosvaloresdelIVL.Además,setieneencuentaqueelV30 seainferioraun30%debidoaqueestevalorsecreeeladecuado. LosparámetrosadeterminarsonladosisóptimadecoagulanteyelpHdelagua óptimoparaeltratamiento.Debidoaqueelaguadesalidadelaplantapilotonocontienela cantidaddesólidosensuspensiónnecesariaparaverdiferenciasentrelasdosisdelosdistintos coagulantes,seleañadeunamayorcantidaddesólidosdelpropioreactor,hastaalcanzaruna concentraciónaproximadade28‐35mg/l,alserestaúltimaelmáximopermitidoalasalidade laEDAR.Losprimerosensayosqueserealizansonparalaeleccióndecoagulante.Unavez seleccionado,sedeterminaladosisóptimadecoagulanteyelpHdetrabajo,quesonlosque eliminanunamayorcantidaddesólidosensuspensiónyturbidezdelagua.Parapoder compararloscoagulantesentresí,secomparanlasdosisdecoagulanteenmg/ldeAL3+ymg/l deFe3+. Descripcióndelproceso: Enprimerlugarsepreparalamuestraatratar,paralocualserecogeelaguaenun vasode2litrosyseleañadesólidosensuspensiónhastaunaconcentraciónde28‐35mg/l. Estaaguatienequeestaraltamentehomogeneizada,porloqueesagitadamedianteun agitadormagnéticoenunaplaca.Acontinuación,sedistribuyeenvolúmenesde300mlenseis vasosde1litro.Acadamuestraseleadicionalacantidaddecoagulanteaestudiarysele añadeCa(OH)2oNaOHparaelacondicionamientodelpH.Lasseismuestrassecolocanenel jar‐testyselassometealprocesodecoagulación‐floculaciónexplicadoenlatabla3.4.
3.PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL 20 Dichatablamuestralosparámetrosdereferenciaylosescogidosparala experimentación. Tabla3.4Parámetrosoperacionalesdelprocesocoagulación‐floculación Bibliografía (Gonzalezetal,2007;Kuan,2009)Experimentación ProcesoTiempo(min)Velocidad(r.p.m) Tiempo(min)Velocidad(r.p.m) Coagulación2‐5150‐3003200 Floculación10‐1530‐501540 Sobreelaguaclarificadasemidenlossiguientesparámetros: pH:ElpHeslamedidadelgradodeacidezoalcalinidaddeunmedioacuosoyse definecomo .ParaladeterminacióndelpHseutilizaunpH‐metromarcaCRISON, modeloGLP.Lametodologíaempleadasebasaenelmétodo4500‐HBdelStandardMethods (Eatonetal.,2005).Antesdelarealizacióndelamedida,elaparatodebesercalibrado.Para ello,seutilizadisolucionestampóndepH7,00y4,01delamarcaCRISON. Turbidez:Seentiendecomoturbidezalapropiedadópticadeunamuestrade dispersaroabsorberlaluzenlugardetransmitirlaenlínearecta.Enotrostérminos,sedefine comolareduccióndelatransparenciadeunlíquidooriginadaporlapresenciademateriassin disolver.ParamediresteparámetroseutilizaunturbidímetroHannaLP2000(error≤0.2 NTU),segúnlanormaISO7027(AENOR,1999).Previamentealamedida,esnecesariocalibrar elinstrumentoconaguadestilada.Losresultadosseexpresanenunidadesnefelométricasde turbidez(NTU). Sólidosensuspensión:Ladeterminacióndelossólidosensuspensiónserealizaconun fotómetromultiparamétricoHachLangeDR2800segúnelmétodo2540DdelStandard Methods(Eatonetal.,2005). Metalespesados:Ladeterminacióndelosmetalespesadosserealizamediantela ionizaciónenplasmadeacoplamientoinductivo‐ espectrometríademasassegúnelmétodo 3120BdelStandardMethods(Eatonetal.,2005). Sobreelfangogeneradosemidenlossiguientesparámetros: Volumen:Lamedidadelvolumenocupadoporlosfangosserealizasegúnelmétodo 2710CdelStandardMethods(Eatonetal.,2005). Humedad:Seentiendecomohumedaddelfangolacantidaddeaguaquecontiene. Paramediresteparámetroserealizapordiferenciadepesoentreelfangohúmedoyseco, segúnlanormaUNE32‐002. V30:Esteparámetroindicaelvolumenocupadoporlosfangosconrespectoaltotaldel aguaclarificada.Semideenml/l. Índicevolumétricodelodos(IVL):SeencuentrarelacionadoconelparámetrodelaV30, alcalcularsealdividirlaV30entrelossólidosensuspensióntotales,susunidadessonml/mg. Losparámetrosanalizadosmáscomunesenesteprocesosonlaturbidezylossólidos ensuspensión.ElpHyladosisóptimadecoagulanteparaobtenerunporcentajede eliminacióndeturbidezdeterminado,segúnlabibliografía(Delgadoetal,2003;ElSamraniet al,2004)paraeltratamientoderegeneración,sonlosquesemuestranenlatabla3.5.
3.PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL 21 Tabla3.5Condicionesóptimasdeoperaciónsegúnbibliografía(Gonzalezetal,2007;Kuan,2009) CoagulanteSulfatode aluminio Clorurode hierro Policloruro dealuminio pH6‐78‐96‐7 Dosisóptima(mg/l)20‐3060–10010–20 Eliminacióndeturbidez(%)30‐4050–60<80 3.2.5Condicionesdeoperación Losexperimentosrealizadossedividenentresbloquesyacadaunoseleasignaun númerodel1al77paraunmejoranálisis.Losexperimentoscomprendidosenteel1yel16, correspondenalosrealizadosconloscoagulantesdesechados.Losdel17al26sonlos realizadosparallevaracabolabúsquedadelrangodedosisdecoagulanteóptimo(vertabla 3.6).Porúltimo,losdel27al77sonlosexperimentosrealizadosenelrangodedosisde coagulantesescogidosparacalcularelpHyladosisóptima(vertabla3.7)(VeranexoII). Tabla3.6Condicionesdeoperacióndelosexperimentosrealizadosparalabúsquedadela dosisóptimadecoagulante ExperimentosCoagulante pH natural SSi(mg/l) Turbidezi (NTU) Dosis (mg/l) 17‐18SAF5607‐828‐3580‐3003‐185 19SAF0567‐828‐3580‐3003‐25 20‐22SAF056707‐828‐3580‐3003‐50 23FeCl37‐828‐3580‐3003‐40 24‐26PAC7‐828‐3580‐3003‐25 Tabla3.7Condicionesdeoperacióndelosexperimentosrealizadosparaladosisdecoagulanteóptima ExperimentosCoagulantepH natural SSi (mg/l) Turbidezi (NTU) Dosis (mg/l)ReactivopH 27‐34SAF5607‐828‐3580‐3005y10Ca(OH)2oNaOH6‐11 35‐46SAF0567‐828‐3580‐3005‐10Ca(OH)2oNaOH6‐11 47‐57SAF056707‐828‐3580‐30010‐20Ca(OH)2oNaOH6‐11 58‐65PAC7‐828‐3580‐30010y15Ca(OH)2oNaOH6‐11 66‐77FeCl37‐828‐3580‐3005‐15Ca(OH)2oNaOH6‐11
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4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 23 4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 4.1Análisisdelainfluenciadevariables 4.1.1Estudiodelainfluenciadeltipoydeladosisdecoagulante Unavezseleccionadosloscoagulantessedeterminaladosismásefectivadeestos,es decir,lamenorcantidaddecoagulantequemássólidosensuspensiónyturbidezelimina.Para elloseestudianlosefectosdediferentesdosissobreelaguaaregenerar,losresultadosse incluyenenlasfiguras4.1y4.2,dondeserepresentanelporcentajedeturbidezydesólidos ensuspensióneliminadosparadistintasconcentracionesdeloscoagulantes. Elporcentajedeeliminacióndeloscoagulantessiguelamismatendenciaenambas representaciones,locualtienesentidoyaquelospropiossólidoscreanturbidezenelagua, siendomásefectivalaeliminacióndeturbidezquedesólidosensuspensión.Porelcontrario, notodosloscoagulantessiguenlamismadirectriz,esdecir,algunossonmásefectivoscuanto mayoressuconcentracióncomoeselcasodelPACodelSAF05670peroaotroslesocurrelo contrario,comoalSAF560.Loscoagulanteseliminanmásdeun95%enturbidezyensólidos ensuspensiónensurangodedosisefectivo,resultandobuenoscoagulantes.Enlatabla4.1se muestraelrangoqueseconsideraefectivoparacadacoagulante. Tabla4.1Rangoefectivodedosisdecoagulanteenlaeliminacióndeturbidezydesólidosensuspensión CoagulanteSAF560SAF056SAF05670FeCl3PAC Dosis(mg/l)5‐105‐1010‐205‐1510‐15 4.1.2EstudiodelainfluenciadelpHenelrangoefectivodecadacoagulante EnesteapartadoseanalizalainfluenciadelpHacondicionadoconCa(OH)2oNaOH, paracadaunodeloscoagulantesensurangoefectivo. EnprimerlugarseusaCa(OH)2conunaconcentraciónde0,03g/ml,enladosis efectivadecadacoagulante.SecomparaelefectodelpHalasdistintasconcentracionessobre losparámetros:sólidosensuspensión,turbidez,IVLyV30;siendolosdosprimeroslosmás importantesatenerencuenta. Enlatabla4.2semuestranlascondicionesdeoperaciónyenla4.3losresultados obtenidosdedistintosexperimentosparacadacoagulanteenelrangodedosisefectivoparala eleccióndeladosisdecoagulanteóptima(VeranexoIII). Figura4.1Eliminacióndeturbidezproducidaporlos cincocoagulantesenfuncióndeladosisutilizada Figura4.2Eliminacióndesólidosensuspensiónproducida porloscincocoagulantesenfuncióndeladosisutilizada 70 75 80 85 90 95 100 0 5 10 15 20 25 %Eliminadodeturbidez Dosis(mg/l) SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 70 75 80 85 90 95 100 0 5 10 15 20 25 %EliminadodeSS Dosis(mg/l) SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 24 Tabla4.2CondicionesdeoperacióndelosexperimentosusandocomoacondicionantedelpHCa(OH)2 CoagulantespHnaturalSSi(mg/l)Turbidezi(NTU)Dosis(mg/l)pH SAF5607‐828‐3580‐3005y106‐11 SAF0567‐828‐3580‐3005‐106‐11 SAF056707‐828‐3580‐30010‐206‐11 FeCl37‐828‐3580‐3005‐156‐11 PAC7‐828‐3580‐30010y156‐11 Tabla4.3Resultadosobtenidosdelaeleccióndeladosisóptimadecoagulanteusandocomoacondicionantedel pHCa(OH)2 Coagulantes Evolucióndel%de eliminacióndeSSy NTUenfuncióndelpH EvolucióndelIVL enfuncióndelpH Evoluciónde laV30en funcióndelpH Dosiselegida SAF560 Ladosisde10mg/lde Al3+enelaguaatratar esmásefectivaquela de5mg/laleliminar unamayor cantidad.(FiguraIII.1) ElIVLa10mg/les mayorquecon5 mg/l.Ladiferencia mostradapor ambasdosises muypequeña. (FiguraIII.2) LaV30siguela misma tendenciaque elIVL. (FiguraIII.3) Ladosisde10 mg/lesla escogidaalser lamásefectiva. SAF056 Laconcentraciónde10 mg/ldeAl3+del coagulanteeslamás efectiva,aunquetodas tienenunrendimiento muysimilar. (FiguraIII.4) ElIVLa10mg/les elmásalto. (FiguraIII.5) LaV30siguela misma tendenciaque elIVL. (FiguraIII.6) Ladosis seleccionadaes 10mg/lal produciruna mayor eliminación. SAF05670 Laconcentraciónde10 mg/ldeAl3+yFe3+esla másadecuada. (FiguraIII.7) Paraunadosisde 10mg/l,suIVLse encuentraentreel de20mg/lyelde 15mg/l. (FiguraIII.8) LaV30siguela misma tendenciaque elIVL. (FiguraIII.9) Ladosisde10 mg/lesla escogidaal proporcionar unamayor eliminación. FeCl3 Laconcentraciónde15 mg/ldeFe3+eslaque produceunmayor rendimientode eliminacióndesólidos yturbidez. (FiguraIII.10) AlaumentarelpH, elIVLaumentay cuantomayoresla dosisde coagulantemayor eselIVLlocualno interesa. (FiguraIII.11) LaV30siguela misma tendenciaque elIVL. (FiguraIII.12) Ladosis escogidaes15 mg/lalserla másefectiva. PAC Ladosisde15mg/les laqueproduceun mayorrendimientode eliminación. (FiguraIII.13) Ladosisde15 mg/lproporciona unmayorIVL. (FiguraIII.14) LaV30siguela misma tendenciaque elIVL. (FiguraIII.6) Seselecciona 15mg/lal proporcionar unamayor eliminación.
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 25 70 75 80 85 90 95 100 67891011 %Eliminadodeturbidez pH SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 70 75 80 85 90 95 100 67891011 %EliminadodeSS pH SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 Latabla4.4muestralasdosisescogidascomoóptimasparacadacoagulante. Tabla4.4Dosisseleccionadasparacadacoagulante,usandocomoacondicionantedelpHCa(OH)2 CoagulanteSAF560SAF056SAF05670FeCl3PAC Dosis(mg/l)1010101515 Unavezescogidaladosisdecoagulante(tabla4.4)seanalizalainfluenciadelpHsobre ladosisseleccionadaconsiderandolosparámetros:sólidosensuspensión,turbidez,índice volumétricodesólidos(IVL),V30ylavelocidaddesedimentación,paraseleccionarelpH óptimo. Sólidosensuspensiónyturbidez Lafigura4.3representaelefectodelavariacióndepHsobrelaeliminacióndela turbidezparaladosisdecoagulanteindicadaenlatabla4.4.Lafigura4.4esla correspondienteparalaeliminacióndesólidosensuspensión.DestacarquesegúnelpH aumentade6a11,elrendimientodeloscoagulantesdisminuye,estoesasídebidoaqueal aumentarelpHseestáañadiendounexcesodecalquenoayudaalacoagulación–floculación porloquelossólidosnodecantan.Laeliminacióndelossólidosesinferioraladeturbidez.Se considerapHóptimoparaloscincocoagulanteselmismo,pH7.AestepHtodoseliminanpor encimadeun90%,peroningunodestacaporencimadelresto,solamenteelSAF560sufreuna menordisminucióndelrendimientodeeliminaciónconelaumentodelpH. IVLyV30 Lafigura4.5representalavariaciónqueproduceelaumentodelpHsobreelIVL,yla 4.6sobrelaV30,paralasdosisdecoagulantedelatabla4.4.Elcomportamientodeestos coagulantesnosigueelmismopatrón,paraalgunoselIVLaumentaconelincrementodelpH (SAF560),paraotrosdisminuye(SAF056,PAC)yparaotrossemantieneconstante(SAF 05670,FeCl3).TantolavariacióndelIVLcomoladelaV30conelpH,poseenlamismaformaal dependerentresí. Comosehacomentadoenelapartado3.2.4,nosetienendatosdereferenciadelIVL enestetipodeaguas,porloquelosdatosobtenidosdeélnoproporcionanunaconclusión clara.EncuantoalosvaloresdelaV30seencuentranentre30ml/ly40ml/l,locualsuponeun 3‐4%devolumendefangosconrespectoaunlitrodeaguaclarificada.Sehaestimadoellímite enun30%yelvolumenaquíobtenidoesmuyinferioraestelímiteporloquela sedimentaciónobtenidaesrealmentebuena. Figura4.3InfluenciadelavariacióndepHconCa(OH)2 sobrelaeliminacióndelaturbidez Figura4.4InfluenciadelavariacióndelpHconCa(OH)2 sobrelaeliminacióndesólidosensuspensión
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 32 Loscoagulantesestudiadossonrealmenteefectivos,yaquetodoseliminanporencima deun95%laturbidezydeun90%lossólidosensuspensión.Laeliminacióndeturbidezes mayorqueladesólidosentodosloscasos.Enbaseaestosdosparámetrosestudiados,el coagulantequeparecedestacareselSAF056.ElSAF05670resultaserelmenosefectivo,aún asíeliminaunagrancantidaddeturbidezydesólidosensuspensión.ParaelcasodelSAF056 alserunresiduodelanodizadoycontenermetalespesados,sehaceunestudio complementarioenelapartado4.3.Porotrolado,noseobtieneunadiferenciaclaraentreel sulfatodealuminio(SAF560)yelclorurodehierro(FeCl3),aunqueesteúltimo,produceuna eliminaciónmássimilarensólidosyenturbidezqueelSAF560. Lafigura4.14muestraelV30obtenidoenfuncióndelcoagulanteutilizado,conlas condicionesdeoperacióndelatabla4.5.Elvolumendefangosobtenidosseencuentraentre 3%y4%delaguaclarificadatotal,estedatoquieredecirquelasedimentaciónrealizadaes perfecta.ElV30delSAF560ydelPACsonligeramentesuperioresalosdemásyeldelFeCl3es eldemenorvalor. Enlafigura4.15sepresentalavelocidaddesedimentacióndelosfangosenfunción delcoagulanteempleado,conlascondicionesdeoperaciónmostradasenlatabla4.5.Esta velocidadseencuentraentre0,2cm/sy0,3cm/s,esdecir,7,2m/hy10,8m/h;alsersuperior alavelocidadconsideradacomoóptima,6m/h,lasedimentaciónesrealmenteefectiva. Traslascomparativasanteriores,seleccionarunúnicocoagulanteresultacomplicado alsertodosrealmenteefectivos.PorunladoelFeCL3sepuedeconsiderarunodelosmejores, yaqueelV30generadoporélesunodelosmenoresysurendimientodeeliminación,tantode turbidezcomodesólidosensuspensión,seencuentraentornoal95%,enambosparámetros. Porotrolado,elSAF056eselmásefectivoenlaeliminaciónperoelquemáslentosedimenta, aúnasíparaunaalturadecaladode2metrosyuntiempoderesidenciade2horas (parámetrosestándar)elfangotienetiemposuficienteparasedimentar. TrashaberanalizadolosresultadosobtenidosconelusodelCa(OH)2como acondicionantedelpH,semuestralacomparativaentrelosdistintoscoagulantescuandose usaNaOH.Lafigura4.16presentalaefectividaddeeliminacióndeturbidezydesólidosen suspensiónalascondicionesdeoperacióndelatabla4.10. Figura4.14V30obtenidoenfuncióndelcoagulante empleadoapH7.UsandoCa(OH)2como aco n d i c i o n a n te de l p H Figura4.15Velocidaddesedimentacióndelosfangos enfuncióndelcoagulanteempleadoapH7.Usando Ca ( OH ) 2 comoacondicionantedel p H 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 SAF560 SAF056 Saf05670 PAC FeCl3 cm/s VELOCIDADDESEDIMENTACIÓN 0 10 20 30 40 50 SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 ml/l V30
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 33 Figura4.16Eliminacióndeturbidezydesólidosensuspensiónenfunción delcoagulanteapH7.UsandoNaOHcomoacondicionantedelpH Elrendimientodeeliminación,tantodeturbiedadcomodesólidosensuspensión,se encuentraentreun85%y95%,siendoinferiorlaeliminacióndeestosúltimos.Noexisteuna claradiferenciaentreloscoagulantes,locualtambiénsucedeconelusodelCa(OH)2.Elhecho dequeelFeCL3yelSAF05670sontanefectivoscomoelrestoesdebidoaquelacoagulación conNaOHcuandoseencuentrapresenteelhierronoeseficaz.Elqueresultasermásefectivo cuandoseusaNaOHeselSAF056conun94%deeliminaciónaproximadamente.Enestecaso síqueseobtieneunamayordiferenciaentreelsulfatodealuminio(SAF560)yelclorurode hierro(FeCl3),alresultarmejorelprimero. Lafigura4.17muestraelV30obtenidohaciendousodecadacoagulante,conlas condicionesdeoperacióndelatabla4.10.ParaelFeCl3nosepuederepresentardebidoaque comoyasehacomentado,cuandoseusaestecoagulantelossólidosensuspensiónnollegana decantanhaciendoimposibleelcálculodeIVLydeV30.Entodosloscasos,elvolumende fangosobtenidosesdel3‐4%loquedalugaraunabuenasedimentación. Enlafigura4.18sepresentalavelocidaddesedimentacióndelosfangosenfunción delcoagulanteempleado,conlascondicionesdeoperaciónmostradasenlatabla4.10.Todos loscoagulantesposeenunavelocidadcomprendidaentre0,1y0,2cm/s(equivalentea3,6 m/hy7,2m/h),velocidadessiemprepróximasalaóptimade6m/h.AunqueelSAF056 provocaunamejoreliminación,suV30eselmayorysuvelocidaddesedimentaciónunadelas menores. 70 75 80 85 90 95 100 SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 %Eliminación %Ntu %SS Figura4.17V30obtenidoenfuncióndelcoagulante empleadoapH7.UsandoNaOHcomo acondicionantedelpH Figura4.18Velocidaddesedimentacióndelosfangosen funcióndelcoagulanteempleadoapH7.UsandoNaOH comoacondicionantedelpH 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 SAF560 SAF056 Saf05670 PAC FeCl3 cm/s VELOCIDADDESEDIMENTACIÓN 0 10 20 30 40 50 SAF560 SAF056 Saf05670 PAC FeCl3 ml/l V30
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 34 70 75 80 85 90 95 100 SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 %Eliminacióndeturbidez %Ntu(Ca(OH)2) %Ntu(NaOH) 70 75 80 85 90 95 100 SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 %EliminacióndeSS %SS(Ca(OH)2) %SS(NaOH) ElFeCL3nopuedeserconsideradodentrodelasposibleseleccionesalnoproducirun volumendefangosdecantadosmedibles,asípues,elSAF056eselmásapropiadoaleliminar unamayorcantidaddeturbidezydesólidosensuspensión,aunqueelSAF560yelPACtienen prácticamentelamismaefectividad. 4.2.2EstudiocomparativodelosacondicionantesdelpH Lasfigura4.19y4.20muestranelporcentajedeeliminacióndeturbidezyeldesólidos ensuspensión,respectivamente,enfuncióndelcoagulanteutilizado,tantoalusarCa(OH)2y NaOHcomoacondicionantesdelpH. Enambasfiguras,seapreciaquelaeliminacióndeturbidezydesólidosensuspensión esmásefectivaconCa(OH)2queconNaOH.LamayordiferenciaseproduceenelSAF05670y enelFeCl3,debidoasucontenidoenhierro.Elcontrasteenelrendimientodeeliminación,de losparámetroscomentados,esmayorenlaturbidezqueenlossólidosensuspensión.Es realmentecomplicadoelegirquecoagulanteesmásefectivo,perosisepuededestacarel Ca(OH)2comoelmejoracondicionantedelpH. Continuandoconelanálisisdelosparámetrosdeloscoagulantes,lafigura4.21 muestraelV30obtenidoenfuncióndelcoagulanteutilizado,usandoCa(OH)2yNaOHcomo acondicionantesdelpH. Figura4.19EliminacióndeturbidezapH7enfuncióndelcoagulante Figura4.20EliminacióndesólidosensuspensiónapH7enfuncióndel coagulante
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 35 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 SAF560 SAF056 Saf05670 PAC FeCl3 V.sed.cm/s VsedCa(OH)2 VsedNaOH ExceptuandoelcasodelSAF056,elV30queseobtieneconelusodeCa(OH)2,es superioralqueselograconelNaOH.Estovieneprovocadoporqueseproduceunamayor sedimentacióndelossólidosensuspensiónusandoCa(OH)2.NointeresaqueelV30sea superioral30%,yaqueindicaquehayquegestionarunamayorcantidaddefangosloque repercuteeconómicamenteeneltratamiento.LosresultadosobtenidosindicanqueelV30en todosloscasosseencuentraentreel3‐4%. Sinembargo,haciendousodelNaOHloquesucedeesqueestosnosedimentanyse quedanenelaguaclarificada,conloqueelaguanoseríaaptaparasureutilización.Deesta comparativaseobservaquecuandoseusaelCa(OH)2elquedalugaraunmenorV30eselSAF 05670ycuandoseusaelNaOHresultaserelSAF560. Elúltimodelosparámetrosaanalizareslavelocidaddesedimentacióndelosfangos enfuncióndelcoagulanteutilizado,haciendousodelCa(OH)2ydeNaOH.Losresultadosse muestranenlafigura4.22. EntodosloscasoslavelocidaddesedimentaciónesmayorusandoCa(OH)2queNaOH. ParaelcasodelCa(OH)2,seencuentraentre0,2y0,3cm/syentre0,1y0,2cm/sparael NaOH.Elhechodequelosfangosdecantenmásrápidoesimportanteparael dimensionamientodeldecantador,esdecir,cuantomástardanendecantarmayoresel tiempoqueseempleaenlasedimentación,loqueaumentaloscostes. Concluyendo,elacondicionantedelpHmásapropiadoeselCa(OH)2.Elcoagulanteque destacaligeramentesobrelosdemáseselFeCl3.Eliminamássólidosensuspensiónyturbidez, ademásdeproporcionarunodelosmenoresV30yunadelasmayoresvelocidadesde sedimentación. Figura4.21V30obtenidoapH7enfuncióndel coagulanteempleado Figura4.22VelocidaddesedimentacióndelosfangosapH7enfuncióndel coagulanteutilizado 0 10 20 30 40 50 SAF560 SAF056 SAF05670 PAC FeCl3 V30 (ml/l) V30(Ca(OH)2) V30(NaOH)
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 36 4.3EstudiodelSAF056 Comosehacomentadoenelapartado4.2.2,seharealizadounestudioespecialpara elusodelcoagulanteSAF056yaquealestarfabricadoapartirdeunresiduodelanodizado delaluminioycontenermetalespesadosesnecesariodeterminareldestinodeestos.Suuso comocoagulantejustificaríasuvalorización.Debidoalapresenciadedistintosmetales pesadosenelSAF056,anexoIV,esnecesarioanalizarlapresenciadelosmismosenelagua clarificadaunavezusadoelcoagulante.Latabla4.12muestra,demaneraresumida,los metalespresentes,encantidadsignificativa,tantoenelcoagulantecomoenelaguaclarificada yenelfangoresultante. LosmetalespresentesenunamayorcantidadenelSAF056son:Al,Sn,Fe,Mg,PyCa. Segúnelanálisisrealizadoalaguaclarificada,lacantidadpresentedeSn,FeyPesmuy reducida,conlaimportanciaqueestosupone.Porotrolado,sedetectóqueelMgyelCa,se venaumentadosconrespectoasucantidadenelSAF056,alencontrarsepresentesenel agua.ElmetalpresenteenunamayorconcentraciónenelSAF056eselaluminio,perola mayorpartedeélacabaenelfango. Elaguaregeneradadeesteestudio,contienealgunosdelosmetalespresentesenla tabla2.3,perotodosencantidadesmenores.Consecuentemente,elaguaesaptaparasu reutilización. Porúltimonohayqueolvidarlosmetalespresentesenelfango,cuyagestióncomo residuopeligrosoonopeligrosoesimportante,repercutiendodirectamenteenloscostes. SegúnlaORDENMAM/304/2002,de8defebrero,porlaquesepublicanlas operacionesdevalorizaciónyeliminaciónderesiduosylalistaeuropeaderesiduos,loslodos procedentesdeuntratamientoderegeneracióndelasaguasseclasificanconelcódigo1908 05lodosdeltratamientodeaguasresidualesurbanas.Enelcasoquenosocupaellodo generadotraselusodelSAF056contienelosmetalespresentesenlatabla4.12.Enelanexo2 delaORDENMAM/304/2002,seestableelprocedimientoporelcualseclasificaunresiduo comopeligrosoonopeligroso.Dichoanexoindicaqueellodotienequeconteneruna sustanciaclasificadacomotóxicay/ocancerígenay/onocivaconunaconcentraciónsuperioral 0,1%,paraserconsideradocomopeligroso. Paraesteestudioseañadenlasdosúltimascolumnasdelatabla4.12,enlasquese indicanlosgramosyelporcentajedemetalporkilogramodemateriaseca.Trasanalizarel fango,solamenteelaluminiosuperaestaconcentraciónperoalnosertóxico,cancerígenoo nocivo,elfangoresultantedelaregeneraciónseclasificacomoresiduonopeligroso.
4.RESULTADOSEINTERPRETACIÓN 37 Tabla4.12MetalespresentesenelSAF056,asícomoenelaguaclarificadaporélyenelfangoresultantedel tratamientoderegeneración Metales Conc.enel coagulante (mg/l) Metales enelagua reg.(mg) Conc.en elagua reg(mg/l) Metalesen elfango (mg) g/kgm.s enel fango %de metalesen elfango Al40.7003,43E‐011,14 2,45 1,06E+021,06E+01 Ni36,800,00 2,52E‐03 1,10E‐011,10E‐02 Sn3396,36E‐042,12E‐03 2,26E‐02 9,81E‐019,81E‐02 Fe146‐ 9,97E‐03 4,34E‐014,34E‐02 Na‐ 6,162,05E+01 ‐‐ ‐ Mg1435,40E‐011,80 ‐‐ ‐ Si55,46,55E‐022,18E‐01 ‐‐ ‐ P85,11,54E‐015,13E‐01 ‐‐ ‐ K‐ 4,071,36E+01 ‐‐ ‐ Ca4008,582,86E+01 ‐‐ ‐ B42,24,64E‐031,55E‐02 ‐‐ ‐ Mn13,22,55E‐038,50E‐03 ‐‐ ‐ Cu7,292,74E‐039,13E‐03 ‐‐ ‐ Zn8,271,87E‐036,23E‐03 ‐‐ ‐ Ti3,391,12E‐033,73E‐03 ‐‐ ‐ V2,356,63E‐042,21E‐03 ‐‐ ‐ Cr3,3100,00 2,27E‐04 9,86E‐039,86E‐04 Ga2,017,20E‐052,40E‐04 6,57E‐05 2,86E‐032,86E‐04
38
5.DIMENSIONAMIENTODEINSTALACIONES 39 5.DIMENSIONAMIENTODEINSTALACIONES Enesteapartadosepresentanlosresultadosdeldimensionamientodelas instalacionesquedeberíanutilizarseeneltratamientoderegeneracióndeaguasprocedentes dediversasEDARsaescalareal.Seconsiderandistintosnúmerosdehabitantesequivalentes paraeldimensionamientoyasíobtenerdiferentesdimensionesdelasinstalacionesenfunción deltamañodelapoblación,tabla5.1. Tabla5.1Caudalestratados Habitantesequivalentes3.000 10.000 50.000 100.000 500.000700.000 Dotaciones(l/d∙heq)340 340 330 280 270270 Q(m3/d)1.020 3.400 16.500 28.000 135.000189.000 5.1Dimensionamientodelostanquescoagulación‐floculación Paraeldimensionamientotantodeltanquedecoagulacióncomoeldefloculaciónse predefineeltiempodeambosprocesos,3y15minutosrespectivamenteenbaseadiversos autores(Mezaetal,2002;Díazelal,2007).Ademásseestableceunaalturadetanque2,5 metrosparatodosloscasosestudiados,debidoaquesegúnlosparámetrosdediseño estipuladosparaestostanques(WEF‐ASCE,1998)laalturasesueleencontrarentre2y3 metros.Unavezconocidaeláreadeltanque,sesuponeunaanchuradelmismoyseobtiene sulongitud.Alahoradetratargrandescaudaleslasdimensionesdelostanquesrequeridos seríanexcesivasporloqueesrecomendabletratarelcaudalenvariostanquesmáspequeños paralelamente,comoeselcasodelostrescaudalesmayoresestudiadosquesemuestranenla tabla5.2.Estatablamuestralosresultadosdeldimensionamientodeltanquedecoagulación enfuncióndelcaudalatratar. Tabla5.2Dimensionesdeltanquedecoagulaciónenfuncióndelcaudalatratar Tanquedecoagulación(3minutos) Hab. eq. Dotación (l/d∙heq) Q (m3/d) Nº tanques Volumen /tanque (m3) H (m) Área (m2) Long. (m) Anchura (m) 3.0003401.02012,13 2,5 0,85 0,851 10.0003403.40017,08 2,5 2,83 2,831 50.00033016.500134,37 2,5 13,75 4,583 100.00028028.000229,17 2,5 11,67 3,893 500.000270135.000393,75 2,5 37,50 7,505 700.000270189.0003131,25 2,5 52,50 10,505
5.DIMENSIONAMIENTODEINSTALACIONES 40 Latabla5.3muestralosresultadosdeldimensionamientodeltanquedefloculación. Tabla5.3Dimensionesdeltanquedefloculaciónenfuncióndelcaudalatratar Tanquedefloculación(15minutos) Hab.eq.Dotación (l/d∙heq) Q (m3/d) Nº tanques Volumen /tanque (m3) H (m) Área (m2) Long (m) Anchura (m) 3.000340 1.020110,63 2,5 4,25 2,132 10.000340 3.400135,42 2,5 14,17 4,723 50.000330 16.5001171,88 2,5 68,75 13,755 100.000280 28.000391,22 2,5 38,9 12,963 500.000270 135.0005281,25 2,5 112,5 18,756 700.000270 189.0007281,25 2,5 112,5 18,756 Deigualformaqueconeltanquedecoagulación,seobtienendimensionesque podríanserexcesivasparalostrescaudalesmayoresporloquetambiénseestudiala instalacióndemásdeuntanque.Apesardeesto,enlostrescasosnoseobtienenunas dimensionescoherentesinclusohaciendousode3,5y7tanquesrespectivamente.Las dimensionestanelevadassondebidasalexcesivotiempodefloculaciónrequerido.Sedebe tenerencuenta,quenosehanrealizadoexperimentosparatratardereducireltiempo necesarioenlafloculación,quepermitierandisminuirelvolumennecesarioenlas instalaciones. 5.2Dimensionamientodeldecantador Enestetratamientoeldecantadorqueseutilizaesdetipocircularalserelmás habitualenestetipodetratamientos.Seestimaunaalturadebajovertederoocaladode2 metrosyuntiempoderetenciónde2horas.Laalturadebajovertederoestipuladaenlos parámetrosdediseñodeundecantador(WEF‐ASCE,1998)seencuentraentre2y3,5metros, enestecasoseescogelamenoralconsiderarestadimensiónsuficiente. Eltiempoderetenciónestipuladoesigualomayora2horas.Latabla5.4muestrael tiempoylavelocidadempleadosporlosfangosendecantarunaalturade2metros,alseresta inferiora2horasseescogeestelímitecomotiempoderetención.Conocidoelcaudalatratar, eltiempoderetenciónylaalturadecalado,secalculanlasdimensionesdeldecantadorasí comolacargasuperficialylacargadevertedero.Lacargasuperficialdebeserinferiora1,3 m3/m2∙hylacargadevertederomenorque40m3/m∙hparaqueelfangonoseaarrastrado. Lavelocidaddesedimentaciónquesemuestraenlatablaseobtiene experimentalmente,comoseexplicaenelapartado3.2.4yeltiempoeselresultantedela divisióndelavelocidadentreladistanciarecorrida. Tabla5.4Parámetrosexperimentalesdela sedimentacióndelfangoenfuncióndelcoagulante Vsed (cm/s) tsed2m (h) SAF5600,17 0,32 SAF0560,15 0,38 SAF056700,30 0,18 PAC0,21 0,26 FeCl30,24 0,23
5.DIMENSIONAMIENTODEINSTALACIONES 41 Enlatabla5.5seencuentranlasdimensionesdelosdecantadoresempleadosen funcióndelcaudaldeaguaatratarasícomolacargasuperficialyladevertedero.Estasdos últimasentodosloscasossoninferioresa1,3m3/m2∙hya40m3/m∙hrespectivamentepara evitarelarrastredelosfangos. Tabla5.5Dimensionesdeldecantadorenfuncióndelcaudalatratar Q(m3/h)42,5 141,7 687,5 1.166,7 5.625,07.875,0 Tderetención(h)2 2 2 2 22 Hdecantador(m)2 2 2 2 22 Vol.decantador(m3)85,0 283,3 1.375,0 2.333,3 11.250,015.750,0 Área(m2)42,5 141,7 687,5 1.166,7 5.625,07.875,0 Radio(m)3,7 6,7 14,8 19,3 42,350,1 Longitud(m)23,1 42,2 92,9 121,1 265,9314,6 Cargasuperficial(m3/m2∙h)1 1 1 1 11 Cargavertedero(m3/m∙h)1,8 3,4 7,4 9,6 21,225,0 Elvolumendelosdosúltimoscasoselvolumendeldecantadorresultaexcesivo,porlo queseríarecomendablelainstalacióndedosdecantadores.
8.BIBLIOGRAFÍA 48 Exall,K.;Vanloon,G.;“Effectsofrawwaterconditionsonsolution‐statealuminum speciationduringcoagulantdilution”.WaterResearch37,3341–3350(2003). Gabelich,G.J.;Yun,T.;Coffey,B.;“Effectsofaluminumsulfateandferricchloride coagulantresidualsonpolyamidemembraneperformance”.Desalination150(2002). Gonzalez,T.;Dominguez,J.;Beltrán‐Heredia,J.;Garcia,H.;Sanchez‐Lavado,F.; “Aluminiumsulfateascoagulantforhighlypollutedcorkprocessingwastewater: evaluationofsettleabilityparametersanddesignofaclarifier‐thickenerunit”.Science Direct(2006). Guerrero,L.;Ortega,J.M.;Sanz,J.;“Tratamientosderegeneracióndeaguasresiduales depuradasparalarecargadeacuíferos.Filtracióngranularysistemasintegradosde membranas”.Tecnologíadelaintrusióndeaguademarenacuíferoscosteros:países mediterráneos(2003). Harold,W.;Gonzaga,B.;Contreras,N.;“Determinacióndelcoagulantequepermitala máximaremocióndefosfatosenaguacrudadelríootún”.ScientiaetTechnicaAñoXIII, No34,Mayode2007.UniversidadTecnológicadePereira(2007). Huerga,E.;“Desarrollodealternativasdetratamientodeaguasresidualesindustriales medianteelusodetecnologíaslimpiasdirigidasalreciclajey/ovaloraciónde contaminantes”(2005). Illueca‐Muñoz,J.;Mendoza‐Roca,J.A.;Iborra‐Clar,A.;Bes‐Piá,A.;Fajardo‐Montañana, V.;Martínez‐Francisco,F.J.;Bernácer‐Bonora,I.;“Studyofdifferentalternativesof tertiarytreatmentsforwastewaterreclamationtooptimizethewaterqualityfor irrigationreuse”.ScienceDirect(2008). ImeneBekri‐Abbes,I.;Bayoudh,S.;Baklouti,M.;“Atechniqueforpurifyingwastewater withpolymericflocculantproducedfromwasteplastic”.ScienceDirect(2007). Jordán,Y.;“Regeneracióndeaguasresidualesurbanasparasureutilización”(2008). Koning,J.;Bixio,D.;Karabelas,A.;Salgot,M.;Schäfer,A.;“Characterisationand assessmentofwatertreatmenttechnologiesforreuse”.ScienceDirect(2006). Lee,B.;Choo,K.H.;Chang,D.;Choi,S.J.;“Optimizingthecoagulantdosetocontrol membranefoulingincombinedcoagulation/ultrafiltrationsystemsfortextile wastewaterreclamation”.ChemicalEngineeringJournal155(2009). LianYang,Z.;YuGao,B.;YanYue,Q.;Wang,Y.;“EffectofpHonthecoagulation performanceofal‐basedcoagulantsandresidualaluminumspeciationduringthe treatmentofhumicacid–kaolinsyntheticwater”;JournalofHazardousMaterials (2008). López,F.;“ElcontroldevertidosdeaguasresidualesenAragón”.Institutoaragonésdel agua(2010).
8.BIBLIOGRAFÍA 49 MezaPérez,A.;BrionesMéndez,R.;Ilangovan,K.;“Floculación‐coagulacióncomo postratamientodelefluentedeunreactoranaerobioquetratavinazastequileras” (CoordinacióndeBioprocesosAmbientales,InstitutodeIngeniería,UNAM). Moussas,P.A.;Zouboulis,A.I.;“Anewinorganic–organiccompositecoagulant, consistingofPolyferricSulphate(PFS)andPolyacrylamide(PAA)”.WaterResearch43 (2009). Poulin,E.;Blais,J.F.;Mercier,G.;“Transformationofredmudfromaluminiumindustry intoacoagulantforwastewatertreatment”.Hydrometallurgy92(2008). PratsRico,D.;“Conceptogeneralessobrereutilización.Calidaddelaguayusos posibles”(2000). Sanz,J.;GuerreroL.;Ortega,J.M.;Ferrer,C.;Miguel,D.;Martínez,F.;Morenilla,J.J.; Bernácer,I.;“Aplicacióndelnuevoprocesoactidiscparalaregeneracióndeefluentes secundarios”.VEOLIAWaterSolutions&Technologies. Shi,Y.;Fan,M.;Brown,R.C.;Sung,S.;VanLeeuwen,J.;“Comparisonofcorrosivityof polymericsulfateferricandferricchlorideascoagulantsinwatertreatment”.Chemical EngineeringandProcessing43,955–964(2004). Ting,C.;Baoyu,G.;Qinyan,Y.;“EffectofdosingmethodandpHoncolorremoval performanceandflocaggregationofpolyferricchloride–polyaminedual‐coagulantin syntheticdyeingwastewatertreatment”.ScienceDirect(2010). UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgency;“WastewaterTechnologyFactSheet ChemicalPrecipitation”(2000). WaterEnvironmentFederation;“DesignofMunicipalWastewaterTreatmentPlants”. 4th.ed.WEF‐ASCE(1998). Wei,J.C.;Gao,B.Y.;Yue,Q.Y.;Wang,Y.;“Strengthandregrowthpropertiesof polyferric‐polymerdual‐coagulantflocsinsurfacewatertreatment”Journalof HazardousMaterials(2010). WenPo,Ch.;FungHwa,Ch.;ChunChang,L.;RueyFang,Y.;“Astudyontheremovalof organicsubstancesfromlow‐turbidityandlow‐alkalinitywaterwithmetal‐polysilicate coagulants”.ScienceDirect(2008). Wen‐Hui,K.;Ching‐Yao,H.;“Chemicalevidencesfortheoptimalcoagulantdosageand pHadjustmentofsilicaremovalfromchemicalmechanicalpolishing(CMP) wastewater”.ScienceDirect(2009). www.mma.es,páginaprincipaldelministeriodelMedioAmbienteyMedioruraly Marino.
50
51 Anexos
52
53 AnexoI Fichastécnicasdeloscoagulantes
54
ANEXOI:FICHASTÉCNICASDELOSCOAGULANTES 55 AnexoI:Fichastécnicasdeloscoagulantes SAF560(Safloc) TablaI.1FichatécnicadelSAF560(Safloc) DisolucióndesulfatodealuminioenriquecidoenAl2O3 Densidad1,422g/cm3(Tª26ºC) pH1,3 %Al2O3libre0,51 %Al2O3total10,50 SAF056(Safloc) TablaI.2FichatécnicadelSAF056(Safloc) Sulfatodealuminiocalidadindustrial Densidad1,325g/cm3(Tª26ºC) pH2,2 %Al2O3libre0,11 %Al2O3total8,26 Fe200mg/l(máx.) Otrosmetales(Cu,Ni,Zn,Mn) 300mg/l(máx.) SAF05670(Safloc) TablaI.3FichatécnicadelSAF05670(Safloc) Formulacióndesulfatodealuminioyclorurodehierro SulfatodeAluminio68,5% FeCl328,5% Urea3% %Al2O3total5,7 %Fe(III)3,93 PAC(Cinca) TablaI.4FichatécnicadelPAC(Cinca) Policlorurodealuminio18% Densidad1,37g/ml(Tª15‐20ºC) pH3,7 %Al2O3 17 Turbidez5 Viscosidada25ºC(cP) 40 %Cloruro21
ANEXOI:FICHASTÉCNICASDELOSCOAGULANTES 56 FeCl3(Cinca) TablaI.5FichatécnicadelFeCl3(Cinca) Cloruroférrico40% Densidad1,44g/ml(Tª15‐20ºC) %Acidezlibre,HCl 0,5 %Cloruro27 Al2SO3(Cinca) TablaI.6FichatécnicadelAl2SO3(Cinca) Sulfatodealuminioensolución Densidad 1,33g/ml(Tª15‐20ºC) %Al2O3 8,2 Turbidez5 SAL8,2%(Kemira) TablaI.7FichatécnicadelSAL8,2%(Kemira) Sulfatodealuminiolíquido8,2% Densidad1,33g/cm3(Tª25ºC) pH3,5 %Al2O3 8,2 Viscosidada25ºC(cP) 20 Cloruroférrico(Kemira) TablaI.8Fichatécnicadelcloruroférrico(Kemira) Cloruroférrico Densidad1,44g/cm3(Tª25ºC) pH2 Viscosidada25ºC(cP) 10 %Cloruros26 %FeCl339,8 %Hierroférrico13,7 %Hierroferroso<0,5 Ferriclar(Kemira) TablaI.9FichatécnicadelFerriclar(Kemira) Sulfatoférrico Densidad1,60g/cm3(Tª25ºC) pH2 Riqueza,%Fe2(SO4)3 46 %HierroIII12,9
ANEXOI:FICHASTÉCNICASDELOSCOAGULANTES 57 PAX‐18(Kemira) TablaI.10FichatécnicadelPAX‐18(Kemira) Policlorurodealuminio Densidad1,36g/cm3(Tª25ºC) pH4,0 %Al2O3 17,5 Viscosidada25ºC(cP) <60 %Cloruros21 DKflocRI‐105(ACIdEKA) TablaI.11FichatécnicadelDkflocRl‐105(Acideka) Cloruroférrico Densidad1,412g/cm3(Tª20ºC) %RiquezaenFe3+ 12 %Cloruroférrico30‐40 CE‐289(Derypol) TablaI.12FichatécnicadelC∙‐289(Derypol) Policlorurodealuminio10% Densidad1,38g/cm3(Tª20ºC) pH0,5‐1,5 Viscosidad(cP) 150 AC50(Derypol) TablaI.13FichatécnicadelAC50(Derypol) Policlorurodealuminio10% Densidad1,27g/cm3(Tª20ºC) pH1,0‐3,0 Viscosidad(cP) 200‐1500
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 64 TablaII.13Experimento13 EXP.13 Coagulante (Cinca)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SulfAl8,2%1:100113,8 20 6,90 130 28 3,797,630 SulfAl8,2%1:100210,4 15 6,90 130 28 3,815,691 SulfAl8,2%1:10036,91 10 6,90 130 28 3,952,810 SulfAl8,2%1:10045,53 86,90 130 28 4,073,250 SulfAl8,2%1:10053,45 56,90 130 28 5,144,300 SulfAl8,2%1:10062,07 36,90 130 28 5,925,531 TablaII.14Experimento14 EXP.14 Coagulante (Cinca)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SulfAl8,2%1:100113,8 20 6,84 231 29 3,7801 SulfAl8,2%1:100210,4 15 6,84 231 29 3,8401 SulfAl8,2%1:10036,91 10 6,84 231 29 3,9601 SulfAl8,2%1:10045,53 86,84 231 29 4,2701 SulfAl8,2%1:10053,45 56,84 231 29 5,3501 SulfAl8,2%1:10062,07 36,84 231 29 6,350,661 TablaII.15Experimento15 EXP.15 Coagulante (Kemira)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf CloruroFe40%1:10014,35 20 6,82 139 325,601 CloruroFe40%1:10023,26 15 6,82 139 326,230,881 CloruroFe40%1:10032,2 10 6,82 139 326,430,612 CloruroFe40%1:10041,74 86,82 139 326,630,332 CloruroFe40%1:10051,09 56,82 139 326,731,082 CloruroFe40%1:10060,65 36,82 139 326,753,222 TablaII.16Experimento16 EXP.16 Coagulante (Kemira)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf CloruroFe40%1:10018,71 40 6,87 147 313,229,541 CloruroFe40%1:10027,63 35 6,87 147 313,339,241 CloruroFe40%1:10036,54 30 6,87 147 313,538,181 CloruroFe40%1:10045,45 25 6,87 147 313,754,531 CloruroFe40%1:10054,35 20 6,87 147 315,735,862 CloruroFe40%1:10063,26 15 6,87 147 316,329,82
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 65 Experimentosrealizadosaloscoagulantesescogidosenbúsquedadelrangodedosisóptimo TablaII.17Experimento17 EXP.17 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUipHfNTUf SAF560no11185,3 6,80 17,63 2,89168 SAF560no20,360 80 6,88 17,13 2,90106 SAF560no30,179 40 7,10 18,48 3,4318,14 SAF560no40,108 20 7,20 8,48 7,462,70 SAF560no50,054 10 7,38 7,57 7,551,14 SAF560no61185,3 6,80 17,63 2,89168 TablaII.18Experimento18 EXP.18 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SAF560no10,10820 6,83 180 21 3,9415,232 SAF560no20,05410 6,83 180 21 4,351,261 SAF5605:25034,0515 6,76 187 29 4,247,651 SAF5605:25042,6910 6,76 187 29 5,360,000 SAF5605:25051,3556,76 187 29 6,450,001 SAF5605:25064,0515 7,28 159 29 4,3711,711 TablaII.19Experimento19 EXP.19 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SAF0565:25018,57 25 7,33 133 28 3,980,002 SAF0565:25026,86 20 7,33 133 28 4,052,901 SAF0565:25035,15 15 7,33 133 28 4,160,911 SAF0565:25043,43 10 7,33 133 28 4,360,001 SAF0561:10051,71 57,33 133 28 6,000,001 SAF0565:25061,01 37,33 133 28 6,452,652 TablaII.20Experimento20 EXP.20 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SAF05670no11,00 25 6,72 15,62 ‐2,360,00‐ SAF056705:25023,24 15 6,76 187 32 4,011,251 SAF056705:25032,15 10 6,76 187 32 4,325,972 SAF056705:25041,08 56,76 187 32 5,4212,625 SAF056705:25050,65 36,76 187 32 5,9919,716 SAF056701:100610,80 50 6,49 149 26 3,320,630
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 66 TablaII.21Experimento21 EXP.21 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SAF056701:10018,65 40 6,49 149 26 3,390,000 SAF056701:10027,50 35 6,49 149 26 3,480,710 SAF056701:10036,48 30 6,49 149 26 3,510,000 SAF056701:10045,40 25 6,49 149 26 3,590,000 SAF056701:10054,32 20 6,49 149 26 3,690,000 SAF056705:25065,40 25 7,01 143 28 40,001 TablaII.22Experimento22 EXP.22 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf SAF5605:25012,69 10 7,28 159 29 5,5500 SAF5605:25021,35 57,28 159 29 6,4801 SAF5605:25030,8 36,76 187 32 5,99104 SAF056705:25044,32 20 7,01 143 28 4,1301 SAF056705:25053,24 15 7,01 143 28 4,4300 SAF056705:25062,15 10 7,01 143 28 5,570,961 TablaII.23Experimento23 EXP.23 Coagulante (Safloc)Dilución Exp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf FeCl3No 10,04 20 7,14 100 6,97 2946746 FeCl3No 20,122 60 7,34 100 4,36 46,850026 FeCl31:100 35,47 25 5,8 160 30 3,394,463 FeCl31:100 44,38 20 5,8 160 30 3,424,044 FeCl31:100 53,28 15 5,8 160 30 3,54,073 FeCl31:100 62,19 10 5,8 160 30 3,712,231 TablaII.24Experimento24 EXP.24 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf PAC1:100 14,55 25 6,81 140 284,652,182 PAC1:100 23,64 20 6,81 140 284,791,012 PAC1:100 32,7 15 6,81 140 285,560,261 PAC1:100 41,84 10 6,81 140 286,171,052 PAC1:100 50,91 56,81 140 286,6510,587 PAC1:100 60,55 36,81 140 286,6310,919
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 67 TablaII.25Experimento25 EXP.25 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf PAC1:10013,64 20 7,48 169 31 7,2501 PAC1:10022,7 15 7,48 169 31 7,301 PAC1:10032,18 12 7,48 169 31 7,4101 PAC1:10041,82 10 7,48 169 31 7,462,432 PAC1:10050,91 57,48 169 31 7,4900 PAC1:10060,55 37,48 169 31 7,513,051 TablaII.26Experimento26 EXP.26 Coagulante (Safloc)DiluciónExp.Volumen (ml) Concentración (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf PAC1:10014,5525 6,84 133 28 4,480,000 PAC1:10023,6420 6,84 133 28 4,793,090 PAC1:10032,715 6,84 133 28 5,888,490 PAC1:10041,8410 6,84 133 28 6,300,001 PAC1:10050,9156,84 133 28 6,7326,314 PAC1:10060,5536,84 133 28 6,7620,374
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 68 ExperimentosenelrangoóptimodelSAF560 TablaII.27Experimento27 EXP.27Cal0,02268g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,756,96115 29 5,85 15,2 4‐ 110,188 1:10022,756,96115 29 7,1 7,2 3 480,231 1:10032,756,96115 29 7,9 12,43 613100,130 1:10042,756,96115 29 8,9 26,18 81580,300 1:10052,756,96115 29 9,85 14,6 7358,50,429 1:10062,756,96115 29 10,72 45,81 10 6060,375 TablaII.28Experimento28 EXP.28Cal0,02268g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,756,66157 30 5,79 2,15 2‐ 100,091 1:10022,756,66157 30 6,81 0 2 480,188 1:10032,756,66157 30 7,78 6,02 3 57,50,250 1:10042,756,66157 30 8,82 10,21 2156,50,750 1:10052,756,66157 30 9,91 3,25 323100,188 1:10062,756,66157 30 10,81 24,11 442120,200 TablaII.29Experimento29 EXP.29Cal0,02268g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,4106,82140 30 5,11 0 2 ‐ 110,200 1:10025,4106,82140 30 7,11 1,12 2 7120,200 1:10035,4106,82140 30 8 0 1 18150,250 1:10045,4106,82140 30 8,86 0 2 11160,095 1:10055,4106,82140 30 9,85 0 2 ‐ 170,200 1:10065,4106,82140 30 10,87 0 1 ‐ 170,167
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 69 TablaII.30Experimento30 EXP.30Cal0,02268g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,4 107,29 221 28 60,89 1‐ 120,100 1:10025,4 107,29 221 28 6,8 1,17 1 6100,250 1:10035,4 107,29 221 28 8,13 6,16 2 9110,143 1:10045,4 107,29 221 28 8,85 8,24 3‐ 120,214 1:10055,4 107,29 221 28 9,98 11,07 4‐ 120,236 1:10065,4 107,29 221 28 10,7 17,47 4‐ 12,50,231 TablaII.31Experimento31 EXP.31NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l ) pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,7 57,21109 30 6,42 9,41 4‐ 100,15 1:10022,7 57,21109 30 6,95 8,03 3 3100,167 1:10032,7 57,21109 30 7,91 10,42 4 4100,143 1:10042,7 57,21109 30 8,93 25,3 9113,50,150 1:10052,7 57,21109 30 10,08 39,4 15 23‐0,214 1:10062,7 57,21109 30 10,86 50 16 35‐ 0,167 TablaII.32Experimento32 EXP.32NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,7 57,03 123 35 6,43 6,7 3‐ 100,167 1:10022,7 57,03 123 35 7,03 8,37 3 370,188 1:10032,7 57,03 123 35 7,9 13,23 4 5100,188 1:10042,7 57,03 123 35 8,89 33,16 81130,111 1:10052,7 57,03 123 35 9,9 37,08 14 22‐0,136 1:10062,7 57,03 123 35 10,84 61 18 36‐ 0,130
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 70 TablaII.33Experimento33 EXP.33NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,4 107,6109 29 6,55 8,13 3‐ 120,107 1:10025,4 107,6109 29 7,12 8,06 4 5120,143 1:10035,4 107,6109 29 8,12 9,08 4 8100,158 1:10045,4 107,6109 29 8,92 13,2 71570,136 1:10055,4 107,6109 29 9,87 31,55 10 28‐0,143 1:10065,4 107,6109 29 10,91 47,69 13 43‐ 0,176 TablaII.34Experimento34 EXP.34NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,4 107,44 109 30 6,59 3,3 3‐ 120,100 1:10025,4 107,44 109 30 7,01 11,55 3 4140,130 1:10035,4 107,44 109 30 8,13 21,98 4 8110,115 1:10045,4 107,44 109 30 924,51 81450,150 1:10055,4 107,44 109 30 10,02 49,45 14 28‐0,130 1:10065,4 107,44 109 30 10,89 49,22 18 43‐ 0,125
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 71 ExperimentosenelrangoóptimodelSAF056 TablaII.35Experimento35 EXP.35Cal0,03526g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,45 57,39 180 32 6,65 0 2 ‐ 80,25 1:10023,45 57,39 180 32 7,12 1,55 1 370,130 1:10033,45 57,39 180 32 7,96 3,27 2 570,187 1:10043,45 57,39 180 32 8,97 4,87 2 560,15 1:10053,45 57,39 180 32 9,93 6,35 1258,50,15 1:10063,45 57,39 180 32 10,82 3,26 25050,232 TablaII.36Experimento36 EXP.36Cal0,03526g/ml DiluciónExp . Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,45 57,56 130 35 7,09 2,48 2‐ 110,132 1:10023,45 57,56 130 35 7,15 2,79 3‐ 100,204 1:10033,45 57,56 130 35 810,09 610110,230 1:10043,45 57,56 130 35 8,87 18,32 71780,375 1:10053,45 57,56 130 35 10,01 13,37 52690,231 1:10063,45 57,56 130 35 10,8 23,38 76590,307 TablaII.37Experimento37 EXP.37Cal0,03526g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsf Vcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,5 87,75 141 28 6,9 0 1 ‐ 8,50,188 1:10025,5 87,75 141 28 7,05 0 1 190,118 1:10035,5 87,75 141 28 8,02 6,76 1 570,185 1:10045,5 87,75 141 28 8,95 15,83 3 770,175 1:10055,5 87,75 141 28 9,8 2,65 11160,150 1:10065,5 87,75 141 28 11,09 7,05 23540,333
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 72 TablaII.38Experimento38 EXP.38Cal0,03526g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,5 86,67 155 32 6,04 2,62 2‐ 100,300 1:10025,5 86,67 155 32 6,88 2,55 213100,273 1:10035,5 86,67 155 32 8,08 9,98 420100,281 1:10045,5 86,67 155 32 8,84 16,35 43990,255 1:10055,5 86,67 155 32 9,83 10,68 47090,200 1:10065,5 86,67 155 32 10,87 30,97 5‐ 70,221 TablaII.39Experimento39 EXP.39Cal0,03526g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10016,85 106,86 304 30 5,96 1,74 1‐ 100,182 1:10026,85 106,86 304 30 7 0 1 9110,136 1:10036,85 106,86 304 30 8,06 1,41 31310,50,279 1:10046,85 106,86 304 30 8,97 2,92 3228,50,205 1:10056,85 106,86 304 30 9,87 7,07 33790,214 1:10066,85 106,86 304 30 10,92 52 9‐ 60,295 TablaII.40Experimento40 EXP.40Cal0,03526g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10016,85 107,58 132 31 6,68 1,61 1‐ 50,3 1:10026,85 107,58 132 31 7,12 3,74 2 5100,158 1:10036,85 107,58 132 31 7,95 10,53 313100,176 1:10046,85 107,58 132 31 8,97 24,93 42580,214 1:10056,85 107,58 132 31 9,84 19,11 44590,231 1:10066,85 107,58 132 31 10,88 25,65 46080,233 TablaII.41Experimento41 EXP.41NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,45 57,19 126 33 6,49 11,77 5‐ 80,097 1:10023,45 57,19 126 33 7,07 10,47 4 360,150 1:10033,45 57,19 126 33 8,16 16,68 5 640,125 1:10043,45 57,19 126 33 8,92 23,92 91240,094 1:10053,45 57,19 126 33 9,94 32,43 11 25‐0,150 1:10063,45 57,19 126 33 10,86 60 19 38‐ 0,150
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 73 TablaII.42Experimento42 EXP.42NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,45 57,07 109 29 6,64 12,52 6‐ 80,167 1:10023,45 57,07 109 29 6,96 11,9 5 260,188 1:10033,45 57,07 109 29 8,01 14,39 6 560,120 1:10043,45 57,07 109 29 8,96 23,65 13 1030,150 1:10053,45 57,07 109 29 9,88 40,32 11 26‐0,143 1:10063,45 57,07 109 29 10,91 64 18 37‐ 0,136 TablaII.43Experimento43 EXP.43NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,5 86,89 92 33 6,18 6,88 4‐ 80,097 1:10025,5 86,89 92 33 7,04 8,97 4 660,150 1:10035,5 86,89 92 33 8,04 17,11 4 940,125 1:10045,5 86,89 92 33 8,95 28,75 71740,094 1:10055,5 86,89 92 33 9,89 51 17 30‐0,150 1:10065,5 86,89 92 33 10,94 57 22 48‐ 0,150 TablaII.44Experimento44 EXP.44NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10015,5 87,06 91 32 6,35 10,06 5‐ 90,111 1:10025,5 87,06 91 32 7,04 15,78 5 580,100 1:10035,5 87,06 91 32 7,98 20,02 6 860,097 1:10045,5 87,06 91 32 8,99 39,66 17 18‐ 0,115 1:10055,5 87,06 91 32 9,86 48,48 19 33‐0,111 1:10065,5 87,06 91 32 10,87 59 21 50‐ 0,150
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 80 TablaII.61Experimento61 EXP.61Cal0,0258g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,5 157,67 216 28 6,83 1,08 3‐ 110,130 1:10022,5 157,67 216 28 6,93 1,48 3‐ 120,187 1:10032,5 157,67 216 28 8,15 10,68 612110,158 1:10042,5 157,67 216 28 9,03 12,99 41790,300 1:10052,5 157,67 216 28 9,9 10,08 43690,273 1:10062,5 157,67 216 28 10,9 26,98 56090,200 TablaII.62Experimento62 EXP.62NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l ) pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10011,65 107,13 95 28 6,97 6,89 4‐ 80,150 1:10021,65 107,13 95 28 6,97 7,09 5‐ 80,150 1:10031,65 107,13 95 28 7,93 8,79 6 490,143 1:10041,65 107,13 95 28 8,93 19,04 915‐ 0,136 1:10051,65 107,13 95 28 9,84 44,7 17 30‐0,167 1:10061,65 107,13 95 28 10,96 53 19 48‐ 0,150 TablaII.63Experimento63 EXP.63NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (ppm)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10011,65 107,23 94 29 6,94 6,09 3‐ 80,136 1:10021,65 107,23 94 29 7,05 6,7 5 180,158 1:10031,65 107,23 94 29 8,09 7,45 6 58,50,143 1:10041,65 107,23 94 29 8,95 10,9 81560,150 1:10051,65 107,23 94 29 9,89 22,02 930‐0,150 1:10061,65 107,23 94 29 10,91 24,15 10 50‐ 0,143
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 81 TablaII.64Experimento64 EXP.64NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,5 157,597 35 6,77 4,04 4‐ 110,167 1:10022,5 157,597 35 7,11 6,01 4 2110,143 1:10032,5 157,597 35 7,93 6,97 5 5110,136 1:10042,5 157,597 35 912,17 61670,176 1:10052,5 157,597 35 9,97 14,94 829‐0,167 1:10062,5 157,597 35 10,94 22,36 10 50‐ 0,150 TablaII.65Experimento65 EXP.65NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,5 157,33 83 32 6,73 3,51 3‐ 110,136 1:10022,5 157,33 83 32 7,03 3,61 3 2110,158 1:10032,5 157,33 83 32 8,12 4,95 4 6100,187 1:10042,5 157,33 83 32 99,3 51570,187 1:10052,5 157,33 83 32 9,98 12,45 730‐0,167 1:10062,5 157,33 83 32 10,89 22,6 11 50‐ 0,150
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 82 ExperimentosenelrangoóptimodelFeCl3 TablaII.66Experimento66 EXP.66Cal0,02488g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10011,1 57,16 143 28 6,62 15,58 3‐ 40,191 1:10021,1 57,16 143 28 6,89 11,26 2 450,250 1:10031,1 57,16 143 28 7,99 21,73 2 760,152 1:10041,1 57,16 143 28 8,89 17,54 2 990,296 1:10051,1 57,16 143 28 9,84 19,47 11490,297 1:10061,1 57,16 143 28 10,85 15,07 14590,300 TablaII.67Experimento67 EXP.67Cal0,02488g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10011,1 57,46 171 34 6,87 15,5 5‐ 40,231 1:10021,1 57,46 171 34 6,94 12,8 4 360,250 1:10031,1 57,46 171 34 8,02 15,9 5 760,176 1:10041,1 57,58 164 31 8,88 9,21 4 86,50,300 1:10051,1 57,58 164 31 9,99 24,22 61490,300 1:10061,1 57,58 164 31 10,88 15,78 41680,250 TablaII.68Experimento68 EXP.68Cal0,02488g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,2 107,28 201 28 6,57 8,27 4‐ 8,50,158 1:10022,2 107,28 201 28 7,09 7,02 3 490,300 1:10032,2 107,28 201 28 8,13 9,75 4 78,50,200 1:10042,2 107,28 201 28 9,11 10,18 214100,306 1:10052,2 107,28 201 28 9,98 10,66 21910,50,273 1:10062,2 107,28 201 28 10,82 7,86 135110,369
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 83 TablaII.69Experimento69 EXP.69Cal0,02488g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,2 107,9 132 32 6,37 5,77 2‐90,226 1:10022,2 107,9 132 32 6,97 4,61 1 390,289 1:10032,2 107,9 132 32 7,99 12,6 3 690,154 1:10042,2 107,78 175 30 9,2 12,17 21090,236 1:10052,2 107,78 175 30 9,82 16,69 3119,50,287 1:10062,2 107,78 175 30 10,78 30,65 3258,50,182 TablaII.70Experimento70 EXP.70Cal0,02488g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,3 156,79 116 31 3,69 28,4 3‐30,500 1:10023,3 156,79 116 31 6,99 3,38 1 9100,300 1:10033,3 156,79 116 31 8,03 4,02 212120,333 1:10043,3 156,79 116 31 8,91 11,18 217110,333 1:10053,3 156,79 116 31 9,89 23,2 419110,252 1:10063,3 156,79 116 31 10,84 39,12 74011,50,410 TablaII.71Experimento71 EXP.71Cal0,02488g/ml DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVcal (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,3 156,97 126 33 3,67 23,27 3‐30,333 1:10023,3 156,97 126 33 7,17 2,52 1 990,250 1:10033,3 156,97 126 33 8,2 9,69 110100,300 1:10043,3 156,97 126 33 8,86 14,43 316110,222 1:10053,3 156,97 126 33 9,83 25,88 323120,333 1:10063,3 156,97 126 33 10,82 23,75 345110,428
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 84 TablaII.72Experimento72 EXP.72NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10011,1 57,34 103 33 6,96 38,72 11 ‐ ‐ 0,143 1:10021,1 57,34 103 33 7,11 27,96 10 1‐ 0,130 1:10031,1 57,34 103 33 8,14 30,98 13 4‐0,143 1:10041,1 57,34 103 33 8,9 31,91 14 10‐ 0,150 1:10051,1 57,34 103 33 9,94 36,43 13 23‐0,136 1:10061,1 57,34 103 33 10,93 37,43 16 40‐ 0,187 TablaII.73Experimento73 EXP.73NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10011,1 57,39 104 35 6,97 27,91 9‐ ‐ 0,158 1:10021,1 57,39 104 35 6,95 29,97 10 ‐ ‐ 0,143 1:10031,1 57,39 104 35 8,02 24,43 8 4‐0,187 1:10041,1 57,39 104 35 9,01 30,55 12 12‐ 0,158 1:10051,1 57,39 104 35 9,93 30,61 925‐0,167 1:10061,1 57,39 104 35 10,93 42,56 11 42‐ 0,150 TablaII.74Experimento74 EXP.74NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,2 107,46 100 33 6,55 19,23 7‐ ‐ 0,130 1:10022,2 107,46 100 33 6,98 20,41 8 3‐ 0,158 1:10032,2 107,46 100 33 8,08 28,15 7 6‐0,158 1:10042,2 107,46 100 33 8,95 29,71 811‐ 0,167 1:10052,2 107,46 100 33 9,95 29,15 923‐0,187 1:10062,2 107,46 100 33 10,92 30,1 937‐ 0,158
ANEXOII:RESULTADOSDELAEXPERIMENTACIÓN 85 TablaII.75Experimento75 EXP.75NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10012,2 107,35 118 35 6,54 16,85 6‐ ‐ 0,15 1:10022,2 107,35 118 35 6,98 22,54 8 3‐ 0,187 1:10032,2 107,35 118 35 825,25 8 6‐0,130 1:10042,2 107,35 118 35 8,98 24,43 712‐ 0,158 1:10052,2 107,35 118 35 9,95 30,23 10 24‐0,150 1:10062,2 107,35 118 35 10,96 37,54 10 41‐ 0,200 TablaII.76Experimento76 EXP.76NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,3 157,32 125 30 6,19 11,73 4‐ 90,136 1:10023,3 157,32 125 30 710,52 3 4100,176 1:10033,3 157,32 125 30 8,06 9,19 4 880,158 1:10043,3 157,32 125 30 8,86 18,91 61360,158 1:10053,3 157,32 125 30 10,05 19,51 525‐0,158 1:10063,3 157,32 125 30 10,96 19,99 445‐ 0,143 TablaII.77Experimento77 EXP.77NaOH0,1M DiluciónExp.Vol. (ml) Conc. (mg/l)pHiNTUiSsipHfNTUfSsfVNaOH (gotas) Vol. fangos (ml) Vsed. (cm/s) 1:10013,3 157,45 123 34 6,19 7,6 3‐ 110,158 1:10023,3 157,45 123 34 6,9 6,73 5 5100,167 1:10033,3 157,45 123 34 7,98 9,98 4 880,143 1:10043,3 157,45 123 34 8,9 13,8 51470,158 1:10053,3 157,45 123 34 9,95 17,9 14 25‐0,143 1:10063,3 157,45 123 34 10,9 31,25 10 45‐ 0,167
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87 AnexoIII Representacionesdelosresultados
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ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 89 0 10 20 30 40 50 567891011 ml/l pH V30 SAF560 AnexoIII:Representacionesdelosresultados FiguraIII.1Eliminacióndeturbidezysólidosensuspensión Figura III.2IVLenfuncióndelpH FiguraIII.3V30 enfuncióndelpH 70 75 80 85 90 95 100 567891011 %Eliminado pH SAF560 %NTU5ppm %SS5ppm %NTU10ppm %SS10ppm 0 0,5 1 1,5 2 567891011 ml/mg pH IVLSAF560 IVL5ppm IVL10ppm
ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 96 70 75 80 85 90 95 100 567891011 %Eliminado pH SAF056 %NTU5ppm %NTU8ppm %NTU10ppm %SS5ppm %SS8ppm %SS10ppm 0 0,5 1 1,5 2 567891011 ml/mg pH IVLSAF560 IVL5ppm IVL10ppm FiguraIII.22IVLenfuncióndelpH 0 10 20 30 40 50 567891011 ml/l pH V30 SAF560 FiguraIII.23V30 enfuncióndelpH FiguraIII.24Eliminacióndeturbidezysólidosensuspensión
ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 97 70 75 80 85 90 95 100 567891011 %Eliminado pH SAF05670 %NTU10ppm %NTU15ppm %NTU20ppm %SS10ppm %SS15ppm %SS20ppm 0 0,5 1 1,5 2 567891011 ml/mg pH IVLSAF056 IVL5ppm IVL8ppm IVL10ppm FiguraIII.25IVLenfuncióndelpH 0 10 20 30 40 50 5678910 ml/l pH V30 SAF056 FiguraIII.26V30 enfuncióndelpH FiguraIII.27Eliminacióndeturbidezysólidosensuspensión
ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 98 70 75 80 85 90 95 100 567891011 %Eliminado pH FeCl3 %NTU5ppm %NTU10ppm %NTU15ppm %SS5ppm %SS10ppm %SS15ppm 0 0,5 1 1,5 2 567891011 ml/mg pH IVLSAF05670 IVL10ppm IVL15ppm IVL20ppm FiguraIII.28IVLenfuncióndelpH 0 10 20 30 40 50 567891011 ml/l pH V30 SAF05670 FiguraIII.29V30 enfuncióndelpH FiguraIII.30Eliminacióndeturbidezysólidosensuspensión
ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 99 FiguraIII.31Eliminacióndeturbidezysólidosensuspensión 0 0,5 1 1,5 2 567891011 ml/mg pH IVLPAC IVL10ppm IVL15ppm FiguraIII.32IVLenfuncióndelpH 0 10 20 30 40 50 567891011 ml/l pH V30 PAC FiguraIII.33V30 enfuncióndelpH 70 75 80 85 90 95 100 567891011 %Eliminado pH PAC %NTU10ppm %SS10ppm %NTU15ppm %SS15ppm
ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 100 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 567891011 %EliminadoNTU IVLml/mg pH SAF560 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 567891011 %EliminadoNTU IVLml/mg pH SAF056 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 567891011 %Eliminado IVLml/mg pH SAF05670 FiguraIII.34IVLyeliminacióndeturbidezenfuncióndelpH FiguraIII.35IVLyeliminacióndeturbidezenfuncióndelpH FiguraIII.36IVLyeliminacióndeturbidezenfuncióndelpH
ANEXOIII:REPRESENTACIONESDELOSRESULTADOS 101 70 75 80 85 90 95 100 0 0,5 1 1,5 2 567891011 %EliminadoNTU IVLml/mg pH PAC FiguraIII.37IVLyeliminacióndeturbidezenfuncióndelpH
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103 AnexoIV AnálisisdemetalesenelSAF056
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ANEXOIV:ANÁLISISDEMETALESENELSAF056 105 AnexoIV:AnálisisdemetalesenelSAF056 TablaIV.1MetalespresentesenelcoagulanteSAF056asícomoenelaguaregeneradaporél Metales Conc.demetales enelcoagulante (mg/l) M.C.D.(mg/kg) Conc.Demetalesenel aguaregenerada(ng/ml) M.C.D(ng/ml) Li2,930,0242,850,09 Be<MCD0,081<MCD0,11 B42,230,02215,450,93 Na<MCD5,22320539,432,75 Mg142,80,2421801,60,13 Al40720‐ 1142,6116,26 Si55,4128,05218,43,68 P85,3473,7513,981,76 K<MCD36,8513562,949,94 Ca400,435,1528600,873,33 Sc<MCD6,303‐ 1,57 Ti3,390,6483,740,82 V2,350,0062,210,09 Cr3,310,169<MCD0,78 Mn13,190,1338,50,08 Fe145,60,001‐ ‐ Co0,420,010,340,01 Ni36,820,331<MCD6,7 Cu7,290,0249,140,01 Zn8,271,2296,220,4 Ga2,010,0060,240,05 Ge<MCD0,006<MCD0,04 As0,0320,012<MCD0,48 Se<MCD6,0591,060,24 Rb<MCD0,0082,370,06 Sr0,2250,01240,60,04 Y0,0070,004‐ ‐ Zr0,3690,004<MCD0,34 Nb<MCD0,004<MCD0,01 Mo0,0950,0040,20,06 Ru<MCD0,004<MCD0,03 Rh‐ ‐ <MCD0,01 Pd<MCD0,016<MCD0,06 Ag0,0170,01<MCD0 Cd<MCD0,014<MCD0,08 In0,460,02<MCD0,1 Sn338,70,0042,120,27 Sb0,0560,0380,090,07 Te<MCD0,101<MCD0,01 I‐ ‐ 5,40,88
ANEXOV:ORIGENDELSAF056 112 ‐ Primerafase:impregnaciónycierredelosporosdelacapaanódicapor reacciónentreelóxidodealuminioyunbañoencuyacomposiciónse encuentranníquelyfluoruros.Latemperaturadetrabajoesentre25y30 ºC.Eltiempodetratamientoesde0,8a1,2minutospormicra,yelpHes de6‐6.5. ‐ Segundafase:unavezselladoylavado,lasuperficietratadasesumergeen aguadesionizadaa60ºCduranteuntiempode0,8a1,2minutospor micra. Unavezconocidaslasetapasdelanodizadoseexplicanalgunasdelasreacciones involucradasenellas. Elacidosulfuricosufreunprocesodedisociaciónalsermezcladoconelagua: H2OH++OH‐ H2SO42H++SO42‐ H2OH2SO42H++OH‐+SO42‐ Duranteelanodizadoocurrenvariosprocesosalavez,unoeslaoxidacióndelaluminio conlaformaciónensusuperficiedeunapelículaduradeóxido,otroesladisolucióndelmetal enelelectrolitoyeldesprendimientodeoxígenodelánodo,ademássepuedeapreciarel desprendimientodehidrógenoenelcátodo. AlAl3++3e‐ 2H++2e‐H2(g) Porotroladosesabequeelaluminiosueleencontrarsealeado,losprincipales componentesdeestaaleaciónson: ‐ Cromo(Cr):Aumentalaresistenciamecánicacuandoestácombinadocon otroselementosCu,Mn,Mg. ‐ Cobre(Cu):Incrementalaspropiedadesmecánicasperoreducelaresistenciaa lacorrosión. ‐ Hierro(Fe):Incrementalaresistenciamecánica. ‐ Magnesio(Mg):Tienealtaresistenciatraselconformadoenfrío. ‐ Manganeso(Mn):Incrementalaspropiedadesmecánicasyreducelacalidad deembutición. ‐ Silicio(Si):Combinadoconmagnesio(Mg),tienemayorresistenciamecánica. ‐ Titanio(Ti):Aumentalaresistenciamecánica. ‐ Zinc(Zn):Reducelaresistenciaalacorrosión. Enelhornoderetenciónseefectúanajustesenlaaleación,mediantelaadicciónde metalesrequeridos:Si,Cu,Mg,Sn,ZnoTi,Cr,Fe,Mn,Ni. FiguraV.3Anodizado
ANEXOV:ORIGENDELSAF056 113 Laconsecuenciaresultantedeestasaleacionesesque,aligualqueelaluminioseoxida tambiénlohacentodoslosmetalesqueseancapacesdeoxidarseporsupoderoxidativocon losqueseencuentraaleado. Losiones(SO42‐yOH‐)restantessedirigenhaciaelánodo.Comoyasehacomentado, enelánodoelelectrodoesoxidadoyaqueporefectodelacorrienteelAlpierde3electrones. Cadaunodelosprocesosquesedanenelánodopuedenexplicarsesisetieneencuentaque lasoluciónelectrolíticaesacuosa,detalmaneraquesonioneshidroxiloensolución(OH‐) provenientesdelagualosquealseratraídoshaciaelánodosedisocianformandoO2‐eiones H+.LosionesAl3+generadosporlaoxidacióndelaluminio,debidoalapresenciademedio ácido,sonempujadoshaciafueratalquelacapadelelectrolitoadjuntaalánodosesaturacon ionesdelmetal.EstosionesAl3+ylosionesO2‐generadosanteriormentesecombinanpara formarlapelículadeóxidoAl2O3 Al2O3+6OH‐sol3O‐2oxido+2Al(OH)3sol O‐2oxidoO2(g)+2e‐ Unavezesconocidoelprocesodelanodizadoylosmetalespresentesenel coagulanteSAF056(AnexoIV)asícomosufichatécnica(AnexoI),sebuscaelorigendelos mismos.Delosmetalescontenidosenelcoagulantedestacarporsuconcentraciónlos mostradosenlatablaV.4. TablaV.4MetalesdelSAF056 MetalConcentración(mg/kg) Aluminio(Al)40.700 Calcio(Ca)400,4 Estaño(Sn)338,7 Hierro(Fe)145,6 Magnesio(Mg)142,81 Fósforo(P)85,34 Silicio(Si)55,41 Boro(B)42,23 Níquel(Ni)36,82 Elaluminioeselqueseencuentraenunamayorconcentración,alserelmetalque sufreelanodizado.Porotroladotenemoselhierro,elmagnesioyelsilicio,lostrespueden encontrarsealeadosconelaluminioysufrirunaoxidaciónalavezqueelaluminio. Elfósforopuedeprocederdelpulidoquímico,yaquelaspiezasseintroducenenácido fosfóricoenestapartedelproceso,odelpropioanodizadoporqueapartedelácidosulfúrico tambiénseusaácidofosfóricocomodisolución. Elorigendelboropuedeserqueladisolucióndelanodizadoseadeácidobórico (H3BO3).Elestañoesmuyprobablequeprocedadelacoloraciónelectrolítica,alsermuy comúnelrealizarlaconsalesdeestaño.Elselladoserealizaenaguayavecesseleañade salesdeníquelopuedeencontrarsealeadoconelpropioaluminio. Laconclusiónfinalqueseobtienedeesteestudioesqueelorigenmásprobabledel SAF056seaelaguadelimpiezatraslacoloracióndebidoaquetendríaunpHácidoal realizarseenmedioácidoyunaelevadacantidaddeestaño.
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115 AnexoVI Mecanismodecoagulación
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ANEXOVI:MECANISMODECOAGULACIÓN 117 AnexoVI:Mecanismodecoagulación Lassuspensionescoloidales,presentesenelaguaaregenerar,estánsujetasaser estabilizadasydesestabilizadas.Entrelasfuerzasdeestabilizaciónorepulsiónpodemos mencionarlassiguientes: a)Lacargadelaspartículas. b)Lahidratación,quegeneralmenteesimportanteparaloscoloideshidrofílicos, aunquetienenmenorimportanciaenestecaso. Losfactoresdeatracciónodesestabilizaciónsonlossiguientes: a)Lagravedad.Esinsignificanteenladesestabilizacióndelaspartículascoloidalesy, porlotanto,nosetrataráconmayordetalle. b)Elmovimientobrowniano.Permitequelaspartículasentrenencontacto,loque constituyeunrequerimientoparaladesestabilización. c)LafuerzadeVanderWaals.Unafuerzadébildeorigeneléctrico,postuladapor primeravezporelquímicoholandésJohannsDiderickvanderWaals.Esunfactormuy importante,puesconstituyelaprincipalfuerzaatractivaentrelaspartículascoloidales. Estasfuerzassiempreatractivas,quedecrecenrápidamenteconladistancia,sedeben alainteraccióndedipolospermanentesoinducidosenlaspartículas. Elsistemacoloidalnopresentacargaeléctrica“líquida”debidoaquelacargade superficienegativaesbalanceadaconlosionesdecargacontrariapresentesenelagua.Como lasuperficiedelapartículaesnegativa,hayuncúmulodeionespositivosenlaregiónde interfaz(sólido‐liquido)queforman,juntoconlacarganegativadelapartícula,ladoblecapa eléctrica,tambiéndenominadacapacompacta.Losionesnegativosseaproximanalacapa compactayatraenionespositivos;asíseformalacapadifusa,queenglobaalaprimera.En realidad,lacapadifusaresultadelaatraccióndeionespositivos,delarepulsiónelectrostática deionesnegativos(conlamismacargadelapartícula)yladifusióntérmica. Sehanpropuestovariosmodelosparaexplicarladoblecapaeléctrica.Quizásel modeloqueexplicamejorestefenómenoeseldedoblecapadifusadeStern‐Gouy,figuraVI.1 FiguraVI.1DoblecapadifusadeStern‐Gouy
ANEXOVI:MECANISMODECOAGULACIÓN 118 Enestemodelohaytrespotencialesdeinterés: 1)Elpotencialψ 0enlasuperficiecoloidal.Esunpotencialeléctricocreadoporla presenciadelcoloideenelagua,quedisminuyeconladistancia,apartirdela superficiedelmismo,dondeesmáximo.SeledenominapotencialdeNernst. 2)Elpotencialψφ(Phi),enelinteriordelasuperficiedeladoblecapa,dondecomienza lacapadifusa. 3)Elpotencialψζ(Zeta)enelplanodecizalla. Laspartículascoloidales,lassustanciashúmicasyalgunosmicroorganismospresentan unacarganegativaenelagua,locualimpidelaaproximacióndelasmismas.Eneltratamiento delaguaseránecesarioalterarestafuerzaiónicamediantelaadicióndesalesdealuminioode hierroodepolímerossintéticosqueprovoquenelfenómenodelacoagulación. Actualmenteseconsideralacoagulacióncomoresultadodelaaccióndecuatro mecanismos: 1.Compresióndecapadifusa 2.Adsorciónyneutralización 3.Barrido 4.Adsorciónyformacióndelpuente 1.Compresióndeladoblecapa Laintroduccióndeunelectrolitoindiferenteenunsistemacoloidalcausaun incrementodeladensidaddecargasenlacapadifusaydisminucióndela“esfera”de influenciadelaspartículas,yocurrelacoagulaciónporcompresióndelacapadifusa. Concentracioneselevadasdeionespositivosynegativos(fuerzaiónicagrande)enelagua acarreanunincrementodelnúmerodeionesenlacapadifusaque,paramantenerse eléctricamenteneutra,necesariamentetiendeareducirsuvolumen,demodotalquelas fuerzasdeVanderWaalsseandominantes,yseeliminelaestabilizaciónelectrostática.Cabe destacardosaspectosinteresantessobreesemecanismodecoagulación: a)Laconcentracióndelelectrolitoquecausalacoagulaciónesprácticamente independientedelaconcentracióndecoloidesenelagua. b)Esimposiblecausarlareestabilizacióndelaspartículascoloidalesconlaadición demayorescantidadesdeelectrolitosdebidoaquehaocurridounareversióndelacargade lasmismas,quepasaaserpositiva. Aloselectrolitosresponsablesdeladesestabilizaciónselesdenominacontraiones.Las concentracionesdeNa+,Ca2+yAl3+queserequierenparadesestabilizaruncoloideconcarga negativavaríanaproximadamenteenlaproporciónde900:30:1. Cabedestacarquesibienestemecanismopuedeexplicarlaaccióndeionesdesodioycalcio, quesonionesindiferentes,noesválidoparalaaccióndelaluminio,porqueesteúltimonoes unelectrolitoindiferente,sinoquereaccionatantoconelaguacomoconlaalcalinidad. Portanto,elmodelofísicodedoblecapapresentalimitacionesparaexplicarelfenómenode coagulación.
ANEXOVI:MECANISMODECOAGULACIÓN 119 2Adsorciónyneutralizacióndelacarga Ladesestabilizacióndeunadispersióncoloidalconsisteenlasinteraccionesentre coagulante‐coloide,coagulante–solventeycoloide–solvente.Elefectodeadsorcióny neutralizacióndelacargaseencuentraestrechamenteligadoaldecompresióndeladoble capa. Estefenómenoseexplicaclaramentesisetomanencuentalasreaccionesqueocurren alagregarsaldealuminioalagua.Loscomplejoshidroxilados(monómeros,dímeros, polímeros),formadoscondosisbajasdeAl(III),puedenseradsorbidosporloscoloides,loque provocaladesestabilización.SiseagregamásAl(III)alagua,loscoloidespueden reestabilizarseconcargapositiva. 3Capturaenunprecipitadodehidróxidometálicoocapturaporbarrido CuandoladosisdeuncoagulantedesalesmetálicasensolucióncomoelAl2(SO4)3y FeCl3excedeelproductodesolubilidaddesushidróxidosmetálicoscomoelAl(OH)3yel Fe(OH)3,seproduceunaprecipitaciónrápidadeloshidróxidosgelatinososqueexplicael fenómenoderemocióndeturbiedad.Enestecaso,laspartículascoloidalessonenvueltaspor losprecipitadosy,comoestemecanismonodependedelaneutralizacióndelacargadelos coloides,lacondiciónóptimadelacoagulaciónpuedenocorresponderaaquelladondees mínimoelpotencialzeta.Enestecaso,lapresenciadeotrosaniones,apartedeloshidróxidos, particularmenteelsulfato,esefectivaparaaumentarlavelocidaddeprecipitación. Porotrolado,puestoquelaspartículascoloidalespuedenservircomonúcleospara formarprecipitados,unaumentoenlaconcentracióndepartículascoloidalespuedefavorecer laprecipitación. 4Adsorciónypuenteinterparticular Lacoagulaciónpuederealizarsetambiénusandounavariedadsignificativade compuestosorgánicossintéticosynaturalescaracterizadosporgrandescadenasmoleculares, quegozandelapropiedaddepresentarsitiosionizablesalolargodelacadenaydeactuar comocoagulantes. Sehaobservadoquemuchasveceslospolímerosconcarganegativasonefectivospara coagularcoloidesconcarganegativa,fenómenoquenopuedeserexplicadodeacuerdocon modelosbasadosenlaneutralizacióndecargas.Sehadesarrolladolateoríadel“puente”que, almenos,explicacualitativamenteestefenómeno. LateoríadeLaMer: Reacción1.Unpolímerotieneciertosgruposqueinteraccionanconlasuperficiedelas partículascoloidalesysedejaqueelrestodelamoléculaseextiendahacialasolución. Reacción2.Siunasegundapartículaconalgunossitiosdeadsorciónvacíosentraen contactoconlossegmentosextendidos,puederealizarseunaunión.Elpolímerosirve depuenteenelcomplejopartícula‐polímero‐partícula. Reacción3.Sinosedisponedeunasegundapartícula,lossegmentosdispersosdel polímeropuedeneventualmenteadsorberseenotrosladosdelapartículaoriginal,lo quehaceimposiblequeelpolímerosirvadepuenteyseproducelareestabilizaciónde laspartículas. Reacción4.Elmodelodepuentepuedeexplicarcualitativamentelareestabilización comoresultadodelasaturacióndelassuperficiescoloidalesporelpolímero,sindejar lugarparalaformacióndepuentesinterparticulares.
ANEXOVI:MECANISMODECOAGULACIÓN 120 Reacciones5y6.Enalgunoscasos,lossistemascoloidalesdesestabilizadospuedenser reestabilizadospormediodeagitaciónintensa,debidoaqueserompenlasuniones polímero‐superficie,yocurreunaadsorciónsecundariadelosfragmentosdelos flóculos. CINÉTICAOETAPASDELACOAGULACIÓN 1)Hidrólisisdelosionesmetálicosmultivalentesysuconsecuentepolimerización hastallegaraespecieshidrolíticasmultinucleadas. 2)Adsorcióndelasespecieshidrolíticasenlainterfazdelasoluciónsólidaparalograr ladesestabilizacióndelcoloide. 3)Aglomeracióndelaspartículasdesestabilizadasmedianteunpuenteentrelas partículasqueinvolucraeltransportedeestasylasinteraccionesquímicas. 4)Aglomeracióndelaspartículasdesestabilizadasmedianteeltransportedelas mismasylasfuerzasdeVanderWaals. 5)Formacióndelosflóculos. 6)Precipitacióndelhidróxidometálico. Algunasdeestasetapasocurrensecuencialmente.Otrascoincidenparcialmentey otrasinclusopuedenocurrirsimultáneamente.Sepuedesuponerquelasdiferentesetapasde lareacciónpuedenresultarcontrolablesenunciertoporcentaje,bajodiversascondiciones químicas. MECANISMOSDECOAGULACIÓNPREDOMINANTES Lacoagulaciónmediantesalesinorgánicasseproducepredominantementepormedio dedosmecanismos: 1)Adsorcióndelasespecieshidrolíticasporelcoloide,loqueprovocalaneutralización delacarga. 2)Cagulacióndebarrido,enlaqueseproducenlasinteraccionesentreelcoloideyel hidróxidoprecipitado.
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